Cancer Research

Hypoxia-inducible factors 1 and 2 (HIF1 and HIF2) are heterodimeric transcription factors consisting of α regulatory subunits and a constitutively expressed β subunit. The expression of α regulatory subunits is promoted by hypoxia, cancer-associated mutations, and inflammatory cytokines. Thus, HIF1 and HIF2 provide a molecular link between cancer and inflammation. We have recently identified novel small molecules that selectively inhibit translation of the HIF2a message and thereby powerfully inhibit the expression of HIF2a target genes. We report here that Connectivity Map analysis links three of these compounds to the anti-inflammatory cytokine 15-deoxy-Δ12,14-prostaglandin J2 (PGJ2). As with our identified compounds, PGJ2 inhibits translation of the HIF2a message in a mammalian target of rapamycin–independent manner by promoting the binding of iron regulatory protein-1 (IRP1) to a noncanonical iron responsive element (IRE) embedded within the 5′-untranslated region of the HIF2a message. The IRE is necessary and sufficient for mediating the effect. Mutation of the IRE sequence, or downregulation of IRP1 expression, blocks the effect of PGJ2 on HIF2a translation. This is the first report of an endogenous natural molecule regulating HIF2a translation, and it suggests that part of the anti-inflammatory and putative antineoplastic effects of PGJ2 may be mediated through inhibition of HIF2a within tumor epithelial cells themselves and/or mesenchymal cells of the tumor microenvironment. Cancer Res; 70(8); 3071–9. ©2010 AACR.

Nucleophosmin (NPM) mutations have been found in a significant proportion of adults with de novo acute myeloid leukemia (AML), especially in those of a normal karyotype. These results provide a basis for studies of the pathogenesis in this specific subgroup of AML. In this study, NPM mutations were analyzed in 173 Chinese patients of de novo AML, including adults and children. We found that NPM mutations were present in 19.1% of the overall population and 40.3% of those with a normal karyotype. Adults had a significantly higher incidence of NPM mutations than children [32 of 126 (25.4%) versus 1 of 47 (2.1%), P < 0.001]. NPM mutations were closely associated with normal karyotype (P < 0.001) and internal tandem duplication of FLT3 (P = 0.002), but negatively associated with CEBPA mutations (P = 0.032) and expression of CD34 (P < 0.001) and HLA-DR (P = 0.003). Serial analyses of NPM mutations showed the mutation disappeared at complete remission, but the same mutation reappeared at relapse, except for one who lost the mutation at the second relapse, when new cytogenetic abnormalities emerged. None acquired novel mutations during the follow-up period. In conclusion, NPM mutations occur in an age-dependent fashion. Moreover, the findings that NPM mutations are stable during disease evolution and closely associated with disease status make it a potential marker for monitoring minimal residual disease. (Cancer Res 2006; 66(6): 3310-6)

Các tế bào gốc biến đổi đã được tách biệt từ một số loại ung thư ở người. Chúng tôi báo cáo rằng, khác với các loại ung thư não khác, glioblastoma multiforme chết người chứa các tiền thân thần kinh có đủ tất cả các đặc điểm quan trọng mà chúng ta mong đợi từ các tế bào gốc thần kinh. Những tiền thân này tương tự, nhưng không giống hệt, với các tế bào gốc thần kinh bình thường; chúng xuất hiện như là đơn năng (tế bào sao) trong cơ thể và đa năng (thần kinh-tế bào sao-tế bào oligodendroglial) trong văn hóa. Quan trọng hơn, những tế bào này có thể đóng vai trò như các tế bào gốc gây khối u xuống cấp độ đơn dòng và có thể thiết lập các khối u giống hệt như các đặc trưng mô học, tế bào học và kiến trúc chính của căn bệnh ở người, ngay cả khi bị thách thức qua việc cấy ghép liên tiếp. Do đó, các tế bào sở hữu tất cả các đặc điểm mong đợi từ các tế bào gốc thần kinh trong khối u dường như có liên quan đến sự phát triển và tái phát của glioblastomas multiforme ở người lớn.

Các liệu pháp hiện có cho ung thư tuyến tiền liệt tiêu diệt phần lớn các tế bào trong khối u. Tuy nhiên, hầu hết bệnh nhân sẽ phát triển thành bệnh không phụ thuộc androgen mà hiện tại chưa thể điều trị bằng các chiến lược điều trị hiện có. Hiện có ngày càng nhiều bằng chứng ở một số loại ác tính rằng các tế bào khối u được tổ chức theo một hệ thống phân cấp xuất phát từ những tế bào gốc hiếm hoi có trách nhiệm duy trì khối u. Chúng tôi báo cáo ở đây việc xác định và đặc trưng hóa một quần thể tế bào gốc ung thư từ các khối u tuyến tiền liệt ở người, những tế bào này sở hữu khả năng tự tái sinh đáng kể. Những tế bào này cũng có khả năng tái tạo các quần thể tế bào không clonogen với đặc điểm phân loại khác nhau, như receptor androgen và phosphatase acid tuyến tiền liệt. Các tế bào gốc ung thư có kiểu hình CD44+/α2β1hi/CD133+, và chúng tôi đã khai thác các dấu hiệu này để phân lập các tế bào từ một loạt các khối u tuyến tiền liệt với các mức độ Gleason và trạng thái di căn khác nhau. Khoảng 0.1% tế bào trong bất kỳ khối u nào biểu hiện kiểu hình này, và không có sự tương quan giữa số lượng tế bào CD44+/α2β1hi/CD133+ và độ ác tính của khối u. Việc xác định một loại tế bào gốc ung thư tuyến tiền liệt cung cấp một công cụ mạnh mẽ để điều tra quá trình hình thành khối u và phát triển các liệu pháp nhắm vào tế bào gốc.

Chứng cứ mới nổi đã chỉ ra rằng khả năng của một khối u để phát triển và lan truyền phụ thuộc vào một nhóm nhỏ các tế bào bên trong khối u, được gọi là tế bào gốc ung thư. Mặc dù đã có dữ liệu ủng hộ lý thuyết này trong các loại ung thư máu, não và vú của con người, nhưng danh tính của các tế bào gốc ung thư tụy vẫn chưa được xác định. Sử dụng mô hình xenograft trong đó các khối u tuyến tụy của con người được nuôi trong chuột không có miễn dịch, chúng tôi đã xác định được một phân nhóm tế bào ung thư tụy có khả năng gây u cao, biểu hiện các dấu ấn bề mặt tế bào CD44, CD24 và kháng nguyên đặc hiệu biểu mô (ESA). Các tế bào ung thư tụy có kiểu hình CD44+CD24+ESA+ (chiếm 0,2–0,8% các tế bào ung thư tụy) có tiềm năng gây u tăng gấp 100 lần so với các tế bào ung thư không có khả năng gây u, với 50% số động vật được tiêm chỉ với 100 tế bào CD44+CD24+ESA+ hình thành các khối u về mặt mô học không thể phân biệt với các khối u của con người mà chúng xuất phát từ đó. Khả năng tạo khối u được cải thiện của các tế bào ung thư tụy CD44+CD24+ESA+ đã được xác nhận trong một mô hình tiêm vào đuôi tụy nguyên phát. Các tế bào ung thư tụy CD44+CD24+ESA+ thể hiện các đặc tính của tế bào gốc như tự tái tạo, khả năng sản xuất thế hệ khác biệt và tăng cường biểu hiện của phân tử tín hiệu phát triển sonic hedgehog. Việc xác định các tế bào gốc ung thư tụy và việc làm sáng tỏ thêm các con đường tín hiệu điều chỉnh sự phát triển và sinh tồn của chúng có thể cung cấp các phương pháp điều trị mới để điều trị ung thư tụy, loại bệnh này nổi tiếng kháng lại hóa trị liệu và xạ trị tiêu chuẩn. [Cancer Res 2007;67(3):1030–7]

Đường dẫn tín hiệu RAS/RAF là một trung gian quan trọng trong sự phát triển tế bào khối u và sự hình thành mạch. BAY 43-9006, một hợp chất ure hai vòng mới, là một chất ức chế mạnh Raf-1, một thành viên của đường dẫn tín hiệu RAF/MEK/ERK. Các đặc tính bổ sung cho thấy BAY 43-9006 ức chế cả hoạt động BRAF kiểu hoang dã và đột biến V599E trong ống nghiệm. Hơn nữa, BAY 43-9006 cho thấy hoạt động đáng kể chống lại một số thụ thể protein kinase tyrosine tham gia vào sự tạo mạch và sự tiến triển của khối u, bao gồm thụ thể yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGFR)-2, VEGFR-3, thụ thể yếu tố tăng trưởng tiểu cầu β, Flt-3 và c-KIT. Trong các thử nghiệm cơ chế tế bào, BAY 43-9006 thể hiện sự ức chế con đường kinase được kích hoạt bởi chất gây tăng sinh trong các dòng tế bào khối u đại tràng, tụy và vú biểu hiện KRAS đột biến hoặc BRAF kiểu hoang dã hoặc đột biến, trong khi các dòng tế bào ung thư phổi không tế bào nhỏ biểu hiện KRAS đột biến không nhạy cảm với việc ức chế con đường kinase được kích hoạt bởi chất gây tăng sinh của BAY 43-9006. Sự ức chế mạnh mẽ của sự tự phosphoryl hóa thụ thể tế bào VEGFR-2, thụ thể yếu tố tăng trưởng tiểu cầu β và VEGFR-3 cũng được quan sát thấy đối với BAY 43-9006. Liều dùng BAY 43-9006 một lần mỗi ngày cho thấy hoạt động chống khối u phổ rộng trong các mô hình khối u giả lập đại tràng, vú và ung thư phổi không tế bào nhỏ. Khảo sát hóa mô miễn dịch cho thấy có sự liên quan chặt chẽ giữa việc ức chế sự phát triển khối u và việc ức chế sự phosphoryl hóa của các kinase ngoại bào có tín hiệu điều chỉnh (ERKs) 1/2 trong hai trong ba mô hình giả lập được kiểm tra, phù hợp với việc ức chế đường dẫn RAF/MEK/ERK trong một số nhưng không phải tất cả các mô hình. Phân tích bổ sung về mật độ vi mạch và diện tích vi mạch trong các lát mô khối u giống nhau bằng cách sử dụng kháng thể chống CD31 chuột cho thấy sự ức chế đáng kể sự tạo mạch trong cả ba mô hình giả lập. Dữ liệu này chứng minh rằng BAY 43-9006 là một chất ức chế kinase RAF và VEGFR hai hành động mới nhắm vào sự phát triển tế bào khối u và sự hình thành mạch khối u.

MicroRNA (miRNA) là một lớp nhỏ các RNA không mã hóa có vai trò điều chỉnh biểu hiện gen bằng cách nhắm vào mRNA và kích hoạt hoặc là ức chế dịch mã hoặc là sự phân hủy RNA. Sự biểu hiện bất thường của chúng có thể liên quan đến các bệnh ở người, bao gồm cả ung thư. Thực tế, sự biểu hiện bất thường của miRNA đã được phát hiện trước đó trong các trường hợp bệnh bạch cầu lympho mạn tính ở người, nơi mà các dấu hiệu miRNA liên quan đến các đặc điểm lâm sàng sinh học cụ thể. Ở đây, chúng tôi cho thấy rằng, so với mô vú bình thường, các miRNA cũng được biểu hiện bất thường trong ung thư vú người. Biểu hiện tổng thể của miRNA có thể phân biệt rõ ràng mô bình thường và mô ung thư, với các miRNA bị điều chỉnh nhiều nhất là mir-125b, mir-145, mir-21 và mir-155. Kết quả được xác nhận qua phân tích microarray và Northern blot. Chúng tôi đã xác định được các miRNA có sự biểu hiện tương quan với các đặc điểm sinh học bệnh lý của ung thư vú cụ thể, chẳng hạn như biểu hiện của thụ thể estrogen và progesterone, giai đoạn khối u, xâm lấn mạch và chỉ số tăng sinh.

Radiomics nhằm định lượng các đặc điểm biểu hiện trên hình ảnh y tế thông qua việc sử dụng các thuật toán tự động. Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) trong radiomic, có thể dựa trên các thuật toán cứng đã được thiết kế hoặc các phương pháp học sâu, có thể được sử dụng để phát triển các dấu hiệu sinh học không xâm lấn dựa trên hình ảnh. Tuy nhiên, sự thiếu hụt trong việc định nghĩa chuẩn hóa các thuật toán và xử lý hình ảnh đã cản trở nghiêm trọng tính tái lập và khả năng so sánh của các kết quả. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã phát triển PyRadiomics, một nền tảng mã nguồn mở linh hoạt có khả năng trích xuất một loạt các đặc trưng đã được kỹ thuật từ hình ảnh y tế. PyRadiomics được triển khai bằng Python và có thể được sử dụng độc lập hoặc thông qua 3D Slicer. Ở đây, chúng tôi thảo luận về quy trình làm việc và kiến trúc của PyRadiomics và chứng minh ứng dụng của nó trong việc đặc trưng hóa các tổn thương phổi. Mã nguồn, tài liệu và các ví dụ có sẵn công khai tại www.radiomics.io. Với nền tảng này, chúng tôi nhằm thiết lập một tiêu chuẩn tham chiếu cho các phân tích radiomic, cung cấp một nguồn tài nguyên đã được thử nghiệm và duy trì, và mở rộng cộng đồng các nhà phát triển radiomic nhằm đáp ứng những nhu cầu quan trọng trong nghiên cứu ung thư. Ung thư Res; 77(21); e104–7. ©2017 AACR.