Роль не-кодирующих регуляторных РНК в патогенезе и метастазировании карциномы яичника

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-15-00368

НазваниеРоль не-кодирующих регуляторных РНК в патогенезе и метастазировании карциномы яичника

Руководитель Брага Элеонора Александровна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии" , г Москва

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-401 - Молекулярная и клеточная медицина

Ключевые слова карцинома яичника, экспрессия генов, длинные некодирующие РНК, микроРНК, матричные РНК, конкурентные эндогенные РНК, метилирование CpG-островков, лимфатические и отдалённые метастазы, перитонеальные метастазы, клеточные культуры и клинические образцы

Код ГРНТИ34.15.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Менее двадцати лет прошло с момента выделения микроРНК (миРНК) как нового класса РНК. Стало понятно, что хотя обычно они связаны с тонкой регуляцией экспрессии генов, изменяя её не более чем в два раза, миРНК как правило, находятся при этом в начале регуляторных сетей, исполняя роль мастер-регуляторов тех или иных значимых процессов. Открытие в последнее десятилетие новых ранее неизвестных длинных некодирующих РНК (дл-нкРНК) и кольцевых РНК представляется не менее революционным открытием, чем обнаружение регуляторной функции самих миРНК, для которых доказана критичная роль в регуляции генов и сигнальных путей в опухолях и при других (более 300) полигенных заболеваниях. Как наиболее принятый механизм такого процесса рассматривается роль длинных и кольцевых нкРНК как конкурентных эндогенных РНК (ceRNA), конкурирующих с мРНК за связывание миРНК по комплементарным к ней участкам в области 3'-региона. Проект направлен на верификацию данной модели и на отбор и валидацию новых взаимодействующих дл-нкРНК, миРНК и мРНК генов, связанных с патогенезом и метастазированием карциномы яичника (КЯ). Следует отметить, что КЯ - крайне агрессивный вид рака, который отличает высокая смертность среди женщин, связанная с поздним выявлением этого заболевания на III-IV клинических стадиях, осложненных метастазированием, особенно часто в брюшину с образованием асцита. Механизм перитонеального метастазирования мало изучен и требует немедленного выяснения, а также необходим поиск маркёров для ранней диагностики КЯ и прогноза метастазирования. Длинные нкРНК - новые перспективные маркёры для диагностики КЯ. Однако, число работ по выявлению дл-нкРНК, вовлеченных в метастазирование КЯ, не превышает 140, в то время как при раке молочной железы и раке лёгкого число таких работ достигает прибл. 400 и 700 (PubMed на 20.10.2019). Согласно приоритетным результатам, полученным нами ранее в рамках Проекта РНФ №14-15-00654, в патогенезе и метастазировании КЯ задействованы 12 новых аберрантно метилируемых миРНК: miR-124, miR-125b, miR-127, miR-129, miR-132, miR-137, miR-148a, miR-191, miR-193a, miR-203, miR-339, miR-375. Цель данного Проекта - определить дл-нкРНК, конкурентно связывающие данные миРНК, и расширить круг генов-мишеней (мРНК), регулируемых данными миРНК. Необходимо отметить, что по данным литературы из перечисленных 12 миРНК ТОЛЬКО ДЛЯ 3 миРНК (miR-129, miR-203, miR-375) ОПУБЛИКОВАНЫ данные по взаимодействующим с ними дл-нкРНК в КЯ. Для остальных 9 миРНК такие данные для КЯ отсутствуют. В Задачи Проекта входит биоинформатический анализ предсказательных баз данных (StarBase, spongeScan, regrna2), а также открытых источников, включающих данные по экспрессии генов, полученные другими исследователями на чипах и методом секвенирования нового поколения (NGS) - таких, как The Cancer Genome Atlas (TCGA) для отбора дл-нкРНК и мРНК, потенциально взаимодействующих c 12 перечисленными миРНК). Дальнейший предварительный скрининг РНК 3 типов планируется посредством экспериментального анализа экспрессии отобранных биоинформатически РНК с помощью полнотранскриптомных чипов Affymetrix в клеточных линиях КЯ (OVCAR-3, SK-OV-3) и в парных образцах (опухоль /норма) от пациентов с метастазами и совпадающих по клинико-морфологическим показателям. Последуюший скрининг взаимодействующих РНК 3 типов будет основан на корреляционном анализе уровней экспрессии отобранных РНК на представительных выборках (до 100) парных клинических образцов КЯ, включая до 30 образцов макро-метастазов в брюшину. Для валидации прямого взаимодействия на основе связывания между РНК 3 типов будет применён комплекс методов функционального анализа на клеточных линиях КЯ (OVCAR-3, SK-OV-3). Планируется применить трансфекцию синтетических аналогов миРНК и клонированных фрагментов дл-нкРНК, двойной люциферазный тест, а также инновационную методологию с активацией экспрессии дл-нкРНК из генома с помощью CRISPR/dCas9 - CRISPRi/a. В задачи проекта входит также анализ изменений транскриптома под влиянием наиболее значимых дл-нкРНК и миРНК с применением высокопроизводительных методов (NGS, чипы Affymetrix) и Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) для изучения сигнальных путей и процессов, в которых задействованы драйверные дл-нкРНК и миРНК, с применением . Комплекс функциональных исследований культур клеток КЯ с модулированными уровнями миРНК и дл-нкРНК будет проводиться с помощью проточной цитофлуориметрии, конфокальной лазерной сканирующей микроскопии, планшетных анализаторов, спектрофлуориметра и будет включать в себя анализ скорости роста, миграции, распределения клеток по фазам клеточного цикла, анализ клеточной гибели. В качестве альтернативного механизма регуляции белоккодирующих генов и регуляторных нкРНК, планируется оценка влияния ДНК-метилирования на уровень экспрессии генов 3 типов РНК (миРНК, мРНК, дл-нкРНК), содержащих CpG-островки. Всё более актуальными для фундаментальной медицины становятся исследования эпигенетических механизмов регуляции генов с участием нкРНК. Обнаружение новых сетевых конкурентных взаимодействий эндогенных РНК (ceRNA) - мРНК, дл-нкРНК, миРНК, и установление процессов, в которых они задействованы, позволит идентифицировать новые звенья в регуляторных путях в КЯ. Кроме того, результаты исследований экспрессии и метилирования наборов новых генов ускорят выявление новых маркеров и мишеней для своевременной диагностики, прогноза рецидивов и для разработки новых подходов к терапии КЯ, отличающейся высокой смертностью среди женщин. Таким образом, предлагаемые исследования эпигенетических регуляторных механизмов, включая конкурентные эндогенные РНК и ДНК-метилирование, и определение их роли в патогенезе и метастазировании КЯ имеют высокую научную значимость, содержат инновационные методологии и актуальны для практической медицины.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Кушлинский Н.Е., Логинов В.И., Уткин Д.О., Филиппова Е.А., Бурдённый А.М., Короткова Е.А., Пронина И.В., Лукина С.С., Смирнова А.В., Герштейн Е.С., Брага Э.А. Новые микроРНК как потенциальные регуляторы контрольной точки иммунитета PD-1/PD-L1, и прогностический потенциал метилирования MIR9-1 и MIR124-2 при раке яичников. Молекулярная биология, том 54, № 6, с. 990–996 (год публикации - 2020)
10.31857/S0026898420060075

2. Braga EA, Fridman MV, Moscovtsev AA, Filippova EA, Dmitriev AA, Kushlinskii NE. LncRNAs in Ovarian Cancer Progression, Metastasis, and Main Pathways: ceRNA and Alternative Mechanisms. International journal of molecular sciences, V. 21, № 22, е8855 (год публикации - 2020)
10.3390/ijms21228855

3. Бурдённый А.М., Филиппова Е.А., Иванова Н.А., Лукина С.С., Пронина И.В., Логинов В.И., Фридман М.В., Казубская Т.П., Уткин Д.О., Брага Э.А., Кушлинский Н.Е. Гиперметилирование генов новых супрессорных длинных некодирующих РНК в опухолях яичников и метастазах: двойственный эффект Бюллетень экспериментальной биологии и медицины (год публикации - 2021)

4. Бровкина О.И., Пронина И.В., Урошлев Л.А., Фридман М.В., Логинов В.И., Казубская Т.П., Уткин Д.О., Кушлинский Н.Е., Брага Э.А. Идентификация новых дифференциально экспрессирующихся длинных некодирующих РНК с онкогенным потенциалом Молекулярная биология (год публикации - 2021)

5. Лукина С.С., Бурдённый А.М., Филиппова Е.А., Казубская Т.П., Кушлинский Д.Н., Уткин Д.О., Брага Э.А., Логинов В.И., Кушлинский Н.Е. Клинические особенности метилирования генов микроРНК в пограничных опухолях яичников и в зависимости от гистологического строения злокачественных опухолей яичников. Альманах клинической медицины (год публикации - 2022)

6. Бровкина О.И, Пронина И.В., Бурдённый А.М., Урошлев Л.А., Филиппова Е.А., Фридман М.В, Казубская Т.П., Жорданиа К.И., Логинов В.И., Кушлинский Н.Е., Брага Э.А. Роль длинных некодирующих РНК CCAT1 и SNHG14 в активации ряда белок-кодирующих генов, связанных с развитием рака яичников. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины (год публикации - 2022)

7. Лукина С.С., Бурдённый А.М., Филиппова Е.А., Пронина И.В., Иванова Н.А., Казубская Т.П., Кушлинский Д.Н., Уткин Д.О., Логинов В.И., Брага Э.А., Кушлинский Н.Е. Синергизм между уровнями метилирования наборов генов микроРНК в первичных опухолях и метастазах больных раком яичников. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины (год публикации - 2022)

8. S.S. Lukina, A.M. Burdennyy, E.A. Filippova, N.A. Ivanova, I.V. Pronina, T.P. Kazubskaya, D.O. Utkin, V.I. Loginov, E.A. Braga, N.E. Kushlinskii Dual effect of methylation of lncRNA genes on pathogenesis and metastasis of ovarian cancer FEBS Open Bio, FEBS Open Bio 11 (Suppl.1) (2021) 143 (год публикации - 2021)
10.1002/2211-5463.13205

9. L. Uroshlev, O. Brovkina, I. Pronina, E. Filippova, V. Loginov, M. Fridman, A. Burdennyy, T. Kazubskaya, N. Kushlinskii, E. Braga New lncRNAs regulating tumor-associated genes mediated by miRNAs in ovarian cancer. FEBS Open Bio, FEBS Open Bio 11 (Suppl.1) (2021) 432 (год публикации - 2021)
10.1002/2211-5463.13205

10. Брага Э.А., Логинов В.И., Кушлинский Н.Е. МикроРНК в метастазировании рака яичников. Рак яичников: фундаментальные и клинические исследования/ под ред. Н.Е. Кушлинского, Л.Ф. гуляевой, Н.А. Огнерубова, И.С. Стилиди. - Москва: Блок-Принт, 2021., глава 14, 363-400 с. (год публикации - 2021)

11. Loginov V.I., Pronina, I.V., Filippova E.A., Burdennyy A.M., Lukina S.S., Kazubskaya, T.P., Uroshlev L.A., Fridman, M.V., Brovkina O.I., Apanovich N.V., Karpukhin A.V., Stilidi I.S., Kushlinskii N.E., Dmitriev A.A., Braga E.A. Aberrant Methylation of 20 miRNA Genes Specifically Involved in Various Steps of Ovarian Carcinoma Spread: From Primary Tumors to Peritoneal Macroscopic Metastases. International journal of molecular sciences., 23, №3, е1300 (год публикации - 2022)
10.3390/ijms23031300

12. Braga EA, Fridman MV, Burdennyy AM, Filippova EA, Loginov VI, Pronina IV, Dmitriev AA, Kushlinskii NE. Regulation of the Key Epithelial Cancer Suppressor miR-124 Function by Competing Endogenous RNAs. International journal of molecular sciences., 23, №21, e13620 (год публикации - 2022)
10.3390/ijms232113620

13. Pronina I.V., Uroshlev L.A., Moskovtsev A.A., Zaichenko D.M., Filippova E.A., Fridman M.V., Burdennyy A.M., Loginov V.I., Kazubskaya T.P., Kushlinskii N.E., Dmitriev A.A., Braga E.A., Brovkina O.I. Dysregulation of LncRNA–miRNA– mRNA Interactome as a Marker of Metastatic Process in Ovarian Cancer. Biomedicines., 10 (№4), e824. (год публикации - 2022)
10.3390/biomedicines10040824

14. Пронина И.В., Филиппова Е.А., Бровкина О.И., Бурденный А.М., Казубская Т.П., Кушлинский Д.Н., Жорданиа К.И., Карпухин А.В., Логинов В.И., Брага Э.А., Кушлинский Н.Е. Группы длинных некодирующих РНК и микроРНК в регуляции уровня экспрессии ряда опухоль-ассоциированных генов при раке яичников. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, Т. 174. № 9. С. 343-349. (год публикации - 2022)
10.47056/0365-9615-2022-174-9-343-349

15. Брага Э.А, Пронина И.В., Филиппова Е.А., Бурденный А.М., Лукина С.С., Логинов В.И., Кушлинский Д.Н., Казубская Т.П., Уткин Д.О., Жорданиа К.И., Кушлинский Н.Е. Функциональная и клиническая значимость метилирования и экспрессии группы генов микроРНК в опухолях больных метастатическим раком яичников. Клиническая лабораторная диагностика (год публикации - 2023)

16. Brovkina O., Pronina I., Uroshlev L., Filippova E., Loginov V., Burdennyy A., Fridman M., Kazubskaya T., Kushlinskii N., Braga E. Novel lncRNA/miRNA/mRNA axes significant in ovarian cancer metastasis. FEBS Open Bio, 12 (Suppl. S1): P-01.1-034. С. 81. (год публикации - 2022)
10.1002/2211-5463.13440

17. Лукина С.С., Бурденный А.М., Пронина И.В., Филиппова Е.А., Казубская Т.П., Логинов В.И., Кушлинский Н.Е., Брага Э.А. Некодирующие РНК в перитонеальном метастазировании рака яичников. Вопросы Онкологии, Том 68, №3, приложение 1, с. 487-488. (год публикации - 2022)

18. Лукина С.С., Бурденный А.М., Филиппова Е.А., Пронина И.В., Иванова Н.А., Казубская Т.П., Брага Э.А., Логинов В.И. Роль длинных некодирующих РНК и ДНК-метилирования в патогенезе рака яичников. Патологическая физиология и экспериментальная терапия., Т. 66, № 4, c136-149 (год публикации - 2022)

Публикации