1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Генетика
  4. T. 59, № 11, 2023

Генетика, 2023, T. 59, № 11, стр. 1290-1302

Молекулярный ландшафт рака полости рта у молодых пациентов

Е. А. Простакишина 1, Т. Д. Дампилова 1, 2, Л. А. Кононова 2, П. С. Ямщиков 1, М. Р. Патышева 1, Е. С. Колегова 1, *, Е. Л. Чойнзонов 1, Е. В. Денисов 1

1 Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
634009 Томск, Россия

2 Сибирский государственный медицинский университет
634050 Томск, Россия

* E-mail: elenakolegova@oncology.tomsk.ru

Поступила в редакцию 12.05.2023
После доработки 19.06.2023
Принята к публикации 22.06.2023

Аннотация

Рак полости рта (РПР) – наиболее распространенный тип злокачественных новообразований головы и шеи. При этом рак языка (РЯ) представляет собой наиболее часто встречающуюся форму РПР и характеризуется более агрессивным течением и высокой вероятностью прогрессирования. РПР и РЯ считаются заболеваниями пожилых людей, однако их встречаемость среди лиц моложе 45 лет растет с каждым годом. Этиологические факторы и патогенетические механизмы молодого рака неизвестны. В настоящей работе на основании данных базы Атласа генома рака изучены особенности мутационного профиля, метилома, транскриптома, протеома и микробиома РПР и РЯ у молодых пациентов (n = 127) по сравнению с возрастными больными. В ткани РПР и РЯ обнаружены снижение мутационной нагрузки, активация Rap1, PI3K-Akt, MAPK, cGMP-PKG сигнальных путей и сигналинга Fc-гамма R-опосредованного фагоцитоза и специфический микробиомный профиль. В отличие от РПР для РЯ характерны активация сигнальных путей JAK-STAT, иммунного ответа на инфекционные и паразитарные заболевания и PD-L1/PD-1-опосредованной иммуносупрессии и ингибирование сигналинга фагоцитоза. Полученные результаты свидетельствуют о том, что РПР у молодых пациентов обладает молекулярными особенностями, отличными от таковых у больных старше 45 лет, при этом РЯ отличается от других локализаций РПР по молекулярному профилю и, вероятно, должен рассматриваться как отдельная клиническая форма.

Ключевые слова: рак полости рта, молодой возраст, геном, эпигеном, транскриптом, протеом, микробиом.

Список литературы

  1. Slootweg P.J., El-Naggar A.K. World Health Organization 4th edition of head and neck tumor classification: insight into the consequential modifications // Virchows Archiv. 2018. V. 3. P. 311–313. https://doi.org/10.1007/s00428-018-2320-6

  2. Bray F., Ferlay J., Soerjomataram I. et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries // CA: a cancer journal for clinicians. 2018. V. 6. P. 394–424. https://doi.org/10.3322/caac.21492

  3. Maroun C.A., Zhu G., Fakhry C. et al. An immunogenomic investigation of oral cavity squamous cell carcinoma in patients aged 45 years and younger // The Laryngoscope. 2021. V. 2. P. 304–311. https://doi.org/10.1002/lary.28674

  4. Li Z., Jiang C., Yuan Y. TCGA based integrated genomic analyses of ceRNA network and novel subtypes revealing potential biomarkers for the prognosis and target therapy of tongue squamous cell carcinoma // PLoS One. 2019. V. 5. P. e0216834. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0216834

  5. Karatas O.F., Oner M., Abay A. et al. MicroRNAs in human tongue squamous cell carcinoma: From pathogenesis to therapeutic implications // Oral Oncology. 2017. P. 124–130. https://doi.org/10.1016/j.oraloncology.2017.02.015

  6. Dos Santos Costa S.F., Brennan P.A., Gomez R.S. et al. Molecular basis of oral squamous cell carcinoma in young patients: Is it any different from older patients? // J. Oral Pathology & Med.: off. publ. Intern. association of oral pathologists and Am. Acad. oral pathology. 2018. V. 6. P. 541–546. https://doi.org/10.1111/jop.12642

  7. Gonzalez M., Riera March A. Tongue Cancer, StatPearls Publ., 2023. Treasure Island (FL).

  8. Kolegova E.S., Patysheva M.R., Larionova I.V. et al. Early-onset oral cancer as a clinical entity: Aetiology and pathogenesis // Intern. J. Oral and Maxillofacial Surgery. 2022. V. 12. P. 1497–1509. https://doi.org/10.1016/j.ijom.2022.04.005

  9. Федорова И.К., Кульбакин Д.Е., Колегова E.С. и др. Лечение молодых пациентов с раком полости рта: текущее состояние и перспективы (консорциум “Этиология и патогенез рака полости рта у пациентов молодого возраста”). Часть 1 // Голова и шея. 2022. Т. 10. С. 83–91. https://doi.org/10.25792/HN.2022.10.4.83-91

  10. Cerami E., Gao J., Dogrusoz U. et al. The cBio cancer genomics portal: An open platform for exploring multidimensional cancer genomics data // Cancer Discovery. 2012. V. 5. P. 401–404. https://doi.org/10.1158/2159-8290.cd-12-0095

  11. Kleverov M., Zenkova D., Kamenev V. et al. Phantasus: Web-application for visual and interactive gene expression analysis // bioRxiv. 2022. https://doi.org/10.1101/2022.12.10.519861

  12. Poore G.D., Kopylova E., Zhu Q. et al. Microbiome analyses of blood and tissues suggest cancer diagnostic approach // Nature. 2020. V. 7800. P. 567–574. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2095-1

  13. Kuleshov M.V., Jones M.R., Rouillard A.D. et al. Enrichr: A comprehensive gene set enrichment analysis web server 2016 update // Nucl. Acids Res. 2016. V. W1. P. W90–W97. https://doi.org/10.1093/nar/gkw377

  14. Ugai T., Sasamoto N., Lee H.-Y. et al. Is early-onset cancer an emerging global epidemic? Current evidence and future implications // Nat. Rev. Clin. Oncology. 2022. V. 10. P. 656–673. https://doi.org/10.1038/s41571-022-00672-8

  15. Campbell B.R., Chen Z., Faden D.L. et al. The mutational landscape of early- and typical-onset oral tongue squamous cell carcinoma // Cancer. 2021. V. 4. P. 544–553. https://doi.org/10.1002/cncr.33309

  16. Moreira A., Poulet A., Masliah-Planchon J. et al. Prognostic value of tumor mutational burden in patients with oral cavity squamous cell carcinoma treated with upfront surgery // ESMO Open. 2021. V. 4. P. 100178. https://doi.org/10.1016/j.esmoop.2021.100178

  17. Marabelle A., Fakih M., Lopez J. et al. Association of tumour mutational burden with outcomes in patients with advanced solid tumours treated with pembrolizumab: Prospective biomarker analysis of the multicohort, open-label, phase 2 KEYNOTE-158 study // The Lancet. Oncology. 2020. V. 10. P. 1353–1365. https://doi.org/10.1016/s1470-2045(20)30445-9

  18. Wang M., Feng Z., Li X. et al. Assessment of multiple pathways involved in the inhibitory effect of HCG22 on oral squamous cell carcinoma progression // Mol. Cell. Biochemistry. 2021. V. 6. P. 2561–2571. https://doi.org/10.1007/s11010-021-04091-8

  19. Wang L., Ma X., Yu J. et al. Negative regulation of miR-1288-3p/KRT4 axis through a circular RNA in oral cancer // J. Bioch. Mol. Toxicology. 2022. V. 8. P. e23118. https://doi.org/10.1002/jbt.23118

  20. Zhang J., Cao W., Xu Q. et al. The expression of EMP1 is downregulated in oral squamous cell carcinoma and possibly associated with tumour metastasis // J. Clin. Pathology. 2011. V. 1. P. 25–29. https://doi.org/10.1136/jcp.2010.082404

  21. Kiely M., Tse L.A., Koka H. et al. Age-related DNA methylation in paired normal and tumour breast tissue in Chinese breast cancer patients // Epigenetics. 2021. V. 6. P. 677–691. https://doi.org/10.1080/15592294.2020.1819661

  22. Gaykalova D.A., Vatapalli R., Wei Y. et al. Outlier analysis defines zinc finger gene family DNA methylation in tumors and saliva of head and neck cancer patients // PLoS One. 2015. 10. V. 11. P. e0142148. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0142148

  23. Chmelarova M., Kos Š., Dvorakova E. et al. Importance of promoter methylation of GATA4 and TP53 genes in endometrioid carcinoma of endometrium // Clinical chemistry and laboratory medicine: CCLM / FESCC. 2014. 52. https://doi.org/10.1515/cclm-2013-0162

  24. Hulbert A., Jusue-Torres I., Stark A. et al. Early detection of lung cancer using dna promoter hypermethylation in plasma and sputum // Clin. cancer Res.: an off. j. Am. association for Cancer Res. 2017. V. 8. P. 1998–2005. https://doi.org/10.1158/1078-0432.ccr-16-1371

  25. Oster B., Thorsen K., Lamy P. et al. Identification and validation of highly frequent CpG island hypermethylation in colorectal adenomas and carcinomas // Intern. J. Cancer. 2011. V. 12. P. 2855–2866. https://doi.org/10.1002/ijc.25951

  26. Taherkhani A., Dehto S.S., Jamshidi S. et al. Pathogenesis and prognosis of primary oral squamous cell carcinoma based on microRNAs target genes: A systems biology approach // Genomics & Informatics. 2022. V. 3. P. e27. https://doi.org/10.5808/gi.22038

  27. Shen H., McElhinny A.S., Cao Y. et al. The Notch coactivator, MAML1, functions as a novel coactivator for MEF2C-mediated transcription and is required for normal myogenesis // Genes & Development. 2006. V. 6. P. 675–688. https://doi.org/10.1101/gad.1383706

  28. Metzger E., Imhof A., Patel D. et al. Phosphorylation of histone H3T6 by PKCbeta(I) controls demethylation at histone H3K4 // Nature. 2010. V. 7289. P. 792–796. https://doi.org/10.1038/nature08839

  29. Shimada M., Niida H., Zineldeen D.H. et al. Chk1 is a histone H3 threonine 11 kinase that regulates DNA damage-induced transcriptional repression // Cell. 2008. V. 2. P. 221–232. https://doi.org/10.1016/j.cell.2007.12.013

  30. Zhao D., Wang B., Chen H. RAB11A mediates the proliferation and motility of esophageal cancer cells via WNT signaling pathway // Acta Biochimica Polonica. 2020. V. 4. P. 531–538. https://doi.org/10.18388/abp.2020_5392

  31. Fan Q.C., Tian H., Wang Y. et al. Integrin-α5 promoted the progression of oral squamous cell carcinoma and modulated PI3K/AKT signaling pathway // Arch. Oral Biology. 2019. P. 85–91. https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2019.03.007

  32. Noorolyai S., Shajari N., Baghbani E. et al. The relation between PI3K/AKT signalling pathway and cancer // Gene. 2019. P. 120–128. https://doi.org/10.1016/j.gene.2019.02.076

  33. Peng Y., Zeng X., Lian M. et al. FXYD3 promotes the proliferation, migration, and invasion of pancreatic cancer cells by regulating the cGMP-PKG signaling pathway // Mol. & Cell. Toxicology. 2022. V. 3. P. 371–381. https://doi.org/10.1007/s13273-021-00207-9

  34. Kim E.K., Choi E.-J. Pathological roles of MAPK signaling pathways in human diseases // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Basis of Disease. 2010. V. 4. P. 396–405. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2009.12.009

  35. Peng Q., Deng Z., Pan H. et al. Mitogen-activated protein kinase signaling pathway in oral cancer (Review) // Oncol Lett. 2018. V. 2. P. 1379–1388. https://doi.org/10.3892/ol.2017.7491

  36. Looi C.K., Hii L.W., Ngai S.C. et al. The Role of Ras-associated protein 1 (Rap1) in cancer: Bad actor or good player? // Biomedicines. 2020. V. 9. https://doi.org/10.3390/biomedicines8090334

  37. Qian D., Liu H., Zhao L. et al. Novel genetic variants in genes of the Fc gamma receptor-mediated phagocytosis pathway predict non-small cell lung cancer survival // Translational Lung Cancer Res. 2020. V. 3. P. 575–586. https://doi.org/10.21037/tlcr-19-318

  38. Harvey S. Extrapituitary growth hormone // Endocrine. 2010. V. 3. P. 335–359. https://doi.org/10.1007/s12020-010-9403-8

  39. Hu X., Li J., Fu M. et al. The JAK/STAT signaling pathway: From bench to clinic // Signal Transduction and Targeted Therapy. 2021. V. 1. P. 402. https://doi.org/10.1038/s41392-021-00791-1

  40. Rosen M.D., Privalsky M.L. Thyroid hormone receptor mutations in cancer and resistance to thyroid hormone: Perspective and prognosis // J. Thyroid Res. 2011. P. 361304. https://doi.org/10.4061/2011/361304

  41. Glunde K., Bhujwalla Z.M., Ronen S.M. Choline metabolism in malignant transformation // Nat. Rev. Cancer. 2011. V. 12. P. 835–848. https://doi.org/10.1038/nrc3162

  42. Kraus J.M., Verlinde C.L.M.J., Karimi M. et al. Rational modification of a candidate cancer drug for use against chagas disease // J. Med. Chemistry. 2009. V. 6. P. 1639–1647. https://doi.org/10.1021/jm801313t

  43. Lehoux M., D’Abramo C.M., Archambault J. Molecular mechanisms of human papillomavirus-induced carcinogenesis // Publ. Health Genomics. 2009. V. 5–6. P. 268–280. https://doi.org/10.1159/000214918

  44. Alsaab H.O., Sau S., Alzhrani R. et al. PD-1 and PD-L1 checkpoint signaling inhibition for cancer immunotherapy: mechanism, combinations, and clinical outcome // Frontiers in Pharmacology. 2017. V. 8. https://doi.org/10.3389/fphar.2017.00561

  45. Feng M., Jiang W., Kim B.Y.S. et al. Phagocytosis checkpoints as new targets for cancer immunotherapy // Nat. Rev. Cancer. 2019. V. 10. P. 568–586. https://doi.org/10.1038/s41568-019-0183-z

  46. Healy C.M., Moran G.P. The microbiome and oral cancer: More questions than answers // Oral Oncology. 2019. V. 89. P. 30–33. https://doi.org/10.1016/j.oraloncology.2018.12.003

  47. Yang C.-Y., Yeh Y.-M., Yu H.-Y. et al. Oral microbiota community dynamics associated with oral squamous cell carcinoma staging // Frontiers in Microbiology. 2018. V. 9. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00862

  48. Avila M., Ojcius D.M., Yilmaz O. The oral microbiota: Living with a permanent guest // DNA and Cell Biology. 2009. V. 8. P. 405–411. https://doi.org/10.1089/dna.2009.0874

  49. Guerrero-Preston R., Godoy-Vitorino F., Jedlicka A. et al. 16S rRNA amplicon sequencing identifies microbiota associated with oral cancer, human papilloma virus infection and surgical treatment // Oncotarget. 2016. V. 32. P. 51320–51334. https://doi.org/10.18632/oncotarget.9710

  50. Sagar S., Esau L., Holtermann K. et al. Induction of apoptosis in cancer cell lines by the Red Sea brine pool bacterial extracts // BMC Complementary and Alternative Medicine. 2013. P. 344. https://doi.org/10.1186/1472-6882-13-344

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Генетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал