Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

T-soluilla on tärkeä rooli immuunivasteessa ja aktivoidaan vastauksena esittämistä antigeenejä sitoutuneen major histocompatibility complex (MHC) osallistuvien kanssa T-solureseptorin (TCR). T-solureseptorin kompleksit sisältävät myös neljä CD3 (cluster eriyttämisen 3) alayksiköstä. TCR-CD3- kompleksin on elintärkeää T-solujen kehitystä ja on tärkeä rooli väliintulointressin solutunnistuksessa tapahtumia. Koska MikroRNA (miRNA) ovat erittäin pysyviä veren seerumin, joista jotkut voivat kohdistaa CD3 molekyylejä, ne voisivat olla hyvä biomarkkereita varhaisen syövän havaitsemiseen. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, onko olemassa jokin suhde syöpiä ja määrän miRNA -targeted CD3-molekyylejä.

Methods

bioinformatiikan työkaluja käytettiin, jotta ennustaa miRNA tavoitteet nämä geenit. Sen jälkeen, nämä erittäin konservoituneita miRNA arvioitiin nähdä, jos ne ovat osallisina erilaisissa syövissä. Näin ollen ihmisten sairauksien tietokantoja käytettiin. Uusimpien tutkimuksen, tässä tutkimuksessa yrittänyt tutkia mahdollisen alaspäin tai säätelyä miRNA syöpäpotilailla.

Tulokset

Havaitsimme miRNA joiden kohteena geenit tuottavat CD3 alayksikköä molekyylejä. Eniten konservoituneet miRNA tiedetä olevan CD3G geeniä, kun taas CD247 ja CD3EAP geenit oli vähiten numero ja ei ollut säilytetyn miRNA liittyy CD3D geenin. Jotkut näistä miRNA havaittiin olevan vastuussa eri syöpien jälkeen tietyn kuvion.

Johtopäätökset

On erittäin todennäköistä, että miRNA vaikuttavat CD3 molekyylit, heikentäen immuunijärjestelmää, tunnistamaan ja tuhoamaan syöpäkasvain; näin ollen niitä voidaan käyttää sopivia biomarkkereita erottamaan syövän aivan alkuvaiheessa sen kehitystä.

Citation: Asghari Alashti F, Minuchehr Z (2013) miRNA joiden kohteena CD3 alayksiköitä voisivat olla mahdollisia biomarkkereita Syövät. PLoS ONE 8 (11): e78790. doi: 10,1371 /journal.pone.0078790

Editor: Szabolcs Semsey, Niels Bohr Institute, Tanska

vastaanotettu: toukokuu 31, 2013; Hyväksytty: 24 syyskuu 2013; Julkaistu: 11 marraskuu 2013

Copyright: © 2013 Asghari Alashti, Minuchehr. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä työ tukivat National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology Teheranissa Iranissa (Grant numero 303 ja 346). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

yli 30% ihmisen genomista ohjataan miRNA, säätelemällä merkittävissä biologisissa prosesseissa [1]. Nämä lyhyet ei-koodaavat RNA: t (21-23 nukleotidia pitkä) katsotaan liittyvän useimmat syövät [2], ja ovat siten herättänyt huomiota monet tutkijat. miRNA ovat sidottu kolmen prime transloimattomat alueet (3’UTR) kohde RNA: iden (mRNA: t) ennen kuin ne voidaan kääntää erityisiä proteiineja tekemällä geenejä päälle ja pois [3], [4]. Niillä on keskeinen rooli paljon solun prosesseja, kuten solujen lisääntymistä [4], solunjakautumisen [5], apoptoosin [6], erilaistumiseen, itseuudistumisen [7], stressin vastaus ja syöpää [5]. Down-regulation of joitakin miRNA (esimerkiksi miR-34), joka on seurausta siitä, että ilmaisun, johtaa kasvuun soluissa tiettyjen syöpien [8]. Ilmaus enemmistön miRNA vähenee ihmisen syövissä ([9], [10], [11]), joka on toisin kuin overxpression tiettyjen miRNA johtaa etenemistä kasvaimen [11]. Näin ollen, miRNA voi toimia sekä tuumorisuppressorien tai onkogeenien, ja niiden ilmentyminen voi antaa ennustavaa diagnostinen arvo [11]. miRNA myös tärkeä rooli kehitettäessä immuunijärjestelmän, joissa niiden oikea ilmaisu voi johtaa kehittyneitä kasvuun, jotka muutoin voisivat johtaa keskeytymiseen immuniteetti [12].

On vahvaa näyttöä siitä, että on todennettujen tehokkuutta miRNA immuunijärjestelmässä. Näin ollen, miRNA voi vaikuttaa B-solujen kehittymistä [13] ja T-soluja. Ne voivat myös lisätä monosyyttien ja neutrofiilien tasot, ja ovat responsile vasta-kytkentä ja vapautumista tulehduksen välittäjäaineita, joita vapautuu immuunijärjestelmän solut aikoina, jolloin haitalliset aineet tunkeutuvat elimistöön [14]. miRNA ovat vakaita ja johdonmukaisia ​​yksilöitä saman lajin ja niitä voidaan käyttää potentiaalisina biomarkkereita tunnustamista erilaisten syöpien ja muiden tautien [15], [16]. miRNA allekirjoitukset veressä ovat samanlaisia ​​miehillä ja naisilla eri ikäryhmissä [17]. Jotkut havainnot viittaavat siihen, että ne voidaan hyväksyä sopivia biomarkkereita esimerkiksi miR-29a ja miR-92 plasmatasot havaittiin olevan erilainen kontrolleissa ja peräsuolen syöpiä [18]. Itse asiassa, kasvua tasot miR-21, miR-92 ja miR-93 voidaan pitää kliininen biomarkkeri munasarjasyöpä [19].

Koska kateenkorva on tärkein elin vastaa T-solujen kypsymisen [20], joka kasvaa edelleen syntymästä murrosikään, ja että kateenkorvan toiminta (T-solu lähtö) on aktiivisin ennen murrosikää ja läpikäy surkastumista ikääntyminen, väistämättä heikentää immuunivastetta [21]; se voidaan siten päätellä, että on olemassa positiivinen korrelaatio syövän ja iän [22]. Siksi ei olisi kovin yllättävää ajatella immuunijärjestelmän avaimena syöpähoidon.

Immuunijärjestelmä tunnistaa ja jättää kasvaimia, jotka ilmentävät antigeenejä, joita ei ole havaittu normaalien solujen. Joten tällaisia ​​antigeenejä pidetään ulko- immuunijärjestelmä, joka lopulta hyökkäyksiä ja tuhoaa ne [23] käyttäen tappaja-T-soluja, ja joskus tuella auttaja-T-solujen [24]. Nämä antigeenit toimivat viruksen muodot vaikuttamalla MHC-luokan I molekyylien; tappaja-T-solut tunnistavat kasvainten epästandardeja soluihin [25]. Luonnollisten tappajasolujen ovat toinen tyyppi valkosolujen, jotka hyökkäävät kasvaimen soluissa ja virusta. Ne tappavat soluja käyttämällä alempien tasojen MHC-luokan I molekyylien persent niiden pinnalla verrattuna normaaleihin soluihin [26]. T-solureseptorin tai TCR, joka on molekyyli, joka löytyy pinnalla T-solut, voivat auttaa tunnistamaan antigeenejä sitoa MHC [27].

TCR-heterodimeeri on vastuussa ligandin tunnistaminen. Kun se kokoaa neljä invariantti proteiinien (CD3-gamma, delta, -epsilon ja -zeta), sillä on luonteenomainen sekvenssimotiivin liittyy immunoreseptorin tyrosiini-pohjainen aktivointi motiiveja (ITAMs), jotka ovat tärkeitä signaalitransduktiota immuunisolujen . TCR_CD3 monimutkainen vuorovaikutus on tärkeä rooli väliintulointressin solutunnistuksessa tapahtumat [28].

keskeinen asema miRNA immuunijärjestelmässä on ollut mukana tutkijat; Esimerkiksi miR-150 vaikuttaa joihinkin t, jotka ovat tärkeitä kehittämiseen esi- ja pro-B-solujen. Joten jokainen muutos näissä miRNA voi estää kehitystä immuunijärjestelmän [29] [14].

miRNA kohde mRNA: ta tiettyjä sivustoja aiheuttaa translaation sorron ja estää kääntäminen tai indusoi katkaisulla hieronta [30]. On joitakin microRNA kohdegeenin tietokannoista, kuten STARBASE [31], miRwalk [32], targetScan [32] jne., Joka auttaa löytämään parhaan miRNA kohdegeenin.

mukaisesti vakautta miRNA seerumissa ja että on tärkeää roolia CD3 molekyylien tunnustuksena antigeenejä, tässä tutkimuksessa yrittänyt keskittyä miRNA jotka kohdistuvat CD3 proteiineja, joita voitaisiin lopulta käyttää kohtuullisena biomarkkereita havaitsemisessa syöpien.

Methods

on neljä CD3 alayksiköitä mukaan lukien CD3-Gamma, CD3-Delta, CD3-Epsilon ja CD3-Zeta jotka sitoutuvat TCR, joka johtaa muodostumista TCR.CD3 monimutkainen, jolla on tärkeä rooli T-solureseptorin funktio ja T-solujen kehitystä [33]. Jotta tunnistaa geenit tuottavat näitä alayksiköt, Ensembl genomin tietokanta julkaisu 70 päivitetään – Tammikuu 2013 (https://asia.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/Index/) käytettiin [34]. Tässä tietokannassa nimi ja tunnus geenien, joka koodasi molekyylien ihmisillä, saatiin. Käyttämällä TargestScan Human tietokanta julkaisu 6.2 (https://www.targetscan.org/(updated-kesäkuun 2012)) [35], ja valitsemalla laajalti säilytetty, säilytetään ja huonosti säilyneitä microRNA perhe vaihtoehtoja, saimme miRNA jotka pystyivät kohdistaa nämä geenit. On syytä mainita, että tässä tutkimuksessa vain considerd tulokset säilytetty mikroRNA perheiden, mutta ei muita geenejä.

Sen jälkeen, joka miRNA konservoituneiden mikroRNA perhe on tutkittu erikseen. Jotta selvittää, minkä tyyppinen syöpä, nämä miRNA tärkeä rooli, käytimme ihmisen miRNA Tauti Database (HMDD) (https://202.38.126.151/hmdd/mirna/md/(September 2012)) [36]. Tässä tietokannassa, liittyvät sairaudet miRNA ja niiden rooli tunnistettiin. Etsintä miRNA suoritettiin myös selaamalla miRCancer Database (https://mircancer.ecu.edu/browse.jsp (tammikuu 2012)) [37]. Tässä tietokannassa, miRNA etsittiin mukaan nimensä, joka lopulta johtaa tunnistamiseen syöpiä he olivat vastuussa. Tämä tietokanta osoitti myös, onko miRNA ovat voimistunut tai vaimentua.

Tulokset

TCR-CD3- kompleksin on multimeerirakenteen läsnä T-solujen pintaan. Ihmisen CD3 koostuu neljästä alayksiköstä: CD3-Gamma, CD3-Delta, CD3-Epsilon ja CD3-zeta. Tietää nimen ja ominaisuudet geenejä, jotka ovat osallisina ilmentävät CD3-alayksikköä molekyylejä, Ensembl tietokanta on käytetty, ja yksi geeni kunkin alayksikön havaittiin ja tunnistettiin; CD3G, CD3D, CD3EAP ja CD247, vastaavasti (taulukko 1).

Kunkin neljän geenien tuottamiseen CD3 alayksiköissä, The TargestScanHuman tietokanta (release 6.2-kesäkuu 2012) käytettiin [35] tunnistaa ja ennustaa miRNA jotka voisivat kohdistaa näitä geenejä. Tässä tutkimuksessa vain hyvin säilyneitä miRNA perheet on otettu huomioon ja huonosti säilyneitä miRNA perheet on jätetty pois. Sillä CD3G geeni, 21 miRNA ennustivat, että kohde tämän geenin (taulukko 2). Yksi miRNA ennustettiin varten CD3EAP geeni (tuottamisesta vastaavan CD3E molekyyli, epsilon) (taulukko 3), kolme miRNA että CD247-geeni (tuottamisesta vastaavan CD3 molekyyli, zeta) molemmissa selostukset NM_000734 (1041 nt) ja NM_198053 (1041 nt) (taulukko 4). miRNA ei ennustettu CD3D geeni (tuottamisesta vastaavan CD3 molekyyli, delta) molemmissa selostukset NM_000732 (88 nt) ja NM_001040651 (88 nt).

Jokaisessa ennustetuista miRNA sitten tarkistetaan alan tutkimuksessa papereita nähdä, jos nämä miRNA olivat alassäädetty tai säädellään ylöspäin kasvain kudosten ja veren seerumin syöpäpotilaita.

tulokset osoittivat, että on-miR-378 , joka oli miRNA ennustettu CD3G, oli kasvanut kaikissa veren seerumista kuuluvat potilaat kärsivät kastraation kestävästä eturauhassyöpä (CRPC) [38], munuaissolukarsinooma (RCC) [16], [39] ja mahasyövän (GC) [40]; lisäksi, syöpä kudoksia virtsarakon syöpä (BC) [41], karsinooma tyvisolut [42], peräsuolen syöpä (CRC) [43], suun syöpä [44], kurkunpään syöpä [45] ja mahasyövän [46]. Tässä oli vähentää miRNA tasolle viereiseen ei-kasvainten kudokset. On-miR-422a, on-miR-593 ja on-miR-494, joka edustaa muita miRNA ennustettu CD3G osoitti myös samanlaista alenemiset kasvainkudoksissa. Esimerkiksi vähentämättä havaittiin miR-422a potilailla kurkunpään syöpä [45] ja peräsuolen syöpä [43], miR-593 ruokatorven syöpäpotilailla [47] ja miR-494 kolangiokarsinooma (CCA) [48], keuhkosyöpä [49] ja maha-suolikanavan kasvaimen [50]. Edellä havainnot olivat vastaavat tiedot tämän tutkimuksen. Lukuun ottamatta miR-515 ja miR-136, joka oli ainoastaan ​​mainittu kerran (suun okasolusyöpä [44] ja keuhkosyövän [51] vastaavasti), joka osoitti yhä enemmän miRNA kasvaimen kudokset), ei muuta kirjallisuutta on saatavilla koskien useita muita miRNA ennustettu kohdistaminen CD3G kasvainkudoksissa tai veren seerumista syöpäpotilaiden (taulukko 5).

vain miRNA ennustettu kohdistaminen CD3EAP geeni, joka osallistuu CD3E ilmentyminen, oli HSA-miR -138. Tutkimukset osoittivat, että tasot tämän miRNA oli alentunut kasvaimen kudoksissa potilailla, jotka kärsivät peräsuolen syöpä [52], hepatosellulaarinen karsinooma (HCC) [53], kielen levyepiteelisyöpä (TSCC) [54], papillaarinen kilpirauhassyövän [55], pään ja kaulan okasolusyöpä (HNSCC) [56] ja okasolusyöpä (SCC) [57] (Taulukko 6).

Tutkimukset ennustettu miRNA kohdistaminen CD247, jotka olivat mukana ilmentymisen CD3-zeta molekyyli, osoitti, että oli kolme miRNA joka oli suunnattu geeni. Paitsi HSA-miR-214, raportteja ei ole mainittu toistaiseksi koskien tasot miR-761 ja miR-3619-5p kasvainkudoksissa. Useimmat tiedot saatu tässä tutkimuksessa osoitti, että miR-214 alenivat kasvainkudoksissa verrattuna sen suhteellinen normaalista kudoksesta (taulukko 7). miR-214-pitoisuudet olivat vähentyneet kasvainkudoksissa kärsivien potilaiden ruokatorven okasolusyöpä (ESCC) [58], rintasyöpä [59], kohdunkaulan syöpä [60], hepatosellulaarinen karsinooma (HCC) [61] [62], levyepiteelisyöpä karsinooma (SCC) [63], kolangiokarsinooma etäpesäke [64] ja ensisijainen keskushermoston ystem lymfooman (PCNSL) [65]. Sen sijaan, mahasyöpä [66], munasarjasyöpä [67] ja haimasyövän [68] ovat esimerkkejä syövistä, joissa miR-214 nousivat (taulukko 7). Mitä tulee miR-214 kopioluvun veren seerumin tutkimuksissa kasvua miRNA tasojen havaittiin veressä potilaiden seerumeista eturauhasen [69] ja rintojen [70] syöpiä (taulukko 8).

keskustelu

miRNA voi toimia kasvaimen onkogeenien ja supressors ja negatiivisesti säädellä geeniekspressiota [71]. Tämä tehtävä voidaan suorittaa kautta mRNA: n hajoaminen tai tukahduttamisen käännös [72]. Useat viimeaikaiset tutkimukset ovat kuvattu miRNA keskeisiksi säätelijöinä prosessien immuunijärjestelmän, joka on kriittinen rooli induktioon, toiminta ja ylläpito säätelijä-T-solujen linjaa [73]. TCR-CD3- kompleksin, joka on monimutkainen transmembraanireseptoriproteiinia, on ratkaiseva merkitys immuunijärjestelmän [74]. Neljä invariant ketjut, fysikaalisesti liittyvät TCR, ovat: CD3-gamma, delta, -epsilon ja -zeta [75]. miRNA on aikaisemmin tunnistettu voimakas biomarkkereita erilaisia ​​syöpiä [16], [17], [18], [76], [77], [78], ja tässä tutkimuksessa, bioinformatiikan analyysi ennustetun miRNA joka oli suunnattu geenit ilmentävät CD3 alayksiköt, kuten CD3-gamma, CD3-delta, CD3-epsilon ja CD3-zeta. Tavoitteena oli löytää miRNA jotka vaikuttavat alayksiköt immuunijärjestelmää ja validoida niitä tarkistamalla tutkimukset, jotka oli aiemmin toteutettu, jotta voidaan arvioida niitä mahdollisina biomarkkereita diagnoosin tai varhaiseen havaitsemiseen syöpiä. In Tässä tutkimuksessa TargetScanHuman tietokanta identified13 miRNA (miR-1200, miR-378d, e, i, c, h, b, f, miR-422a, miR-3690, miR-619, miR-4446-3p, miR -2909, miR-4777-5p, miR-136, miR-515-5p, miR-4659a, b-3p, miR-494 ja miR-593), jotka säilytetään ja samanlainen CD3G geenin. Yksi miRNA (miR-138) havaittiin säilytettävä ja samanlainen CD3EAP geenin ja kolme säilyneitä miRNA (miR-761, miR-214 ja miR-3619-5p) on osoitettu olevan samanlainen kuin CD247-geeni. Ei kuitenkaan miRNA havaittiin säilytettävä ja samanlainen CD3D geenin [35]. Ensimmäisestä ryhmästä vain 6 miRNA (miR-378, miR-422a, miR-593 ja miR-494, miR-515 ja miR-136), toinen ryhmä yksi miRNA (miR-138) ja kolmannen ryhmän ainoa yksi miRNA (miR-214) tunnistettiin ja tutkittiin, joka perustuu niiden pitoisuuksia kudoksissa tai veren seerumista eri syöpäpotilailla. miR-378, miR-422a, miR-593 ja miR-494 ensimmäisestä ryhmästä, joka vaikutti CD3G geeni (vastaa CD3-gamma alayksikkö), ja olivat alassäädetty syövän kudoksissa verrattuna viereisiin normaaleissa kudoksissa (taulukko 5), kun taas miR-378 oli säädelty veren seerumista syöpäpotilaiden (taulukko 8). Osalta useita tutkimuksia, miR-515 ja miR-136 oli säädelty syövän kudoksissa (taulukko 5). miR-138 (taulukko 6) toisesta ryhmästä (ennustettu kohdistettu CD3EAP vastaavan geenin CD3-epsilon alayksikkö) oli alassäädetty, ja miR-214 kolmannesta ryhmästä (ennustettu kohdistettu CD247 vastaavan geenin CD3 -zeta alayksikkö), oli alassäädetty syövän kudoksissa tutkittiin useimmissa tutkimuksissa. Kuitenkin opinnäytetöitä raportoitiin olevan säädellään ylöspäin vain muutama tutkimus paperit (taulukko 7). miRNA parhaillaan pidetään alassäädetty tuumorisuppressoreilla ja säädelty oncomiRs [52], [79]. Perustuen tapauksessa, että miR-378 ja miR-214 oli säädelty veriseerumissa syöpäpotilaiden (taulukko 8) ja alassäädetty kasvainkudoksessa; Näin ollen voidaan päätellä, että ne voivat toimia ilmen- tymisen lisääntymisen oncomiRs miRNA on alayksiköt TCR-CD3- kompleksin.

Johtopäätös

Koska miR-378, miR-422a, miR-593, miR -494, miR-138 ja miR-214 voitaisiin kohdistaa CD3 alayksiköt, joista joitakin on tutkittu eri syöpien ja on katsottu biomarkkereita syövän toteamiseksi varhaisessa vaiheessa, se on sitten erittäin todennäköistä, että miRNA vahingoittaa immuunijärjestelmää niin, että se ei voi erottaa syöpäsolut. Siten niiden läsnäolo veren seerumin biomarkkereina varhaisen diagnoosin syövän voisi auttaa meitä ymmärtämään vamman immuunijärjestelmä. Vaikka tässä tutkimuksessa tarkastellaan bioinformatically luotettavampia, laboratorio- tutkimuksia tarvitaan tukemaan näitä havaintoja.

Kiitokset

Kiitämme tohtori Parvin Shariati, hänen arvokkaasta tieteellisiä kommentteja työmme.