Связь экспрессии генов белков цитоскелета и маркера эпителиально-мезенхимального перехода виментина при плоскоклеточном раке гортани

Отсутствие лабораторных методов прогноза метастазирования агрессивного плоскоклеточного рака гортани (ПРГ) обуславливает актуальность исследования, в т.ч. необходимость исследования молекулярных характеристик опухоли. При метастазировании инициация эпителиально-мезенхимального перехода сопровождается увеличением уровня мРНК виментина (VIM) и изменением экспрессии различных генов, включая гены белков цитоскелета. Поэтому целью работы явилась оценка связи уровня мРНК VIM с мРНК белков цитоскелета фасцина-1 (FSCN1), эзрина (EZR), кофилина-1 (CFL1), профилина-1 (PFN1) и аденилилциклаза-ассоциированного протеина 1 (САР1) и наличием лимфогенных метастазов в опухолевой ткани ПРГ (T1-4N1-2M0). Анализ проводили методом обратно-транскриптазной полимеразно-цепной реакции в реальном времени в парных образцах у больных с лимфогенным метастазированием (N1-2) и без него (N0). У больных ПРГ (N1-2) отмечено увеличение уровня мРНК PFN1 в 6,3 раза, по сравнению с группой больных N0. Уровень мРНК эзрина был ниже в 17 раз у больных ПРГ (T3-4N0-2M0) по сравнению с группой больных ПРГ (T1-2N0-1M0). Высокий уровень мРНК VIM сочетался с высоким уровнем мРНК FSCN1 и САР1 и способствовал усилению силы связи между уровнями мРНК CFL1 и PFN1. Таким образом, прямой зависимости между уровнем маркера ЭМП виментина и метастазированием у пациентов с ПРГ не выявлено. Обнаруженные связи экспрессии генов белков цитоскелета с экспрессией мРНК VIM могут свидетельствовать об активной перестройке цитоскелета, которая обеспечивает высокую миграционную и пролиферативную активность злокачественных клеток ПРГ.

1. Kristó, I., Bajusz, I., Bajusz, C., et al. Actin, actin-binding proteins, and actin-related proteins in the nucleus. Histochem Cell Biol. 2016. V. 145. P. 373–388. https://doi.org/10.1007/s00418-015-1400-9.

2. Mokin YI, Povarova OI, Antifeeva IA., et al. Bioinformatics Analysis of Actin Interactome: Characterization of the Nuclear and Cytoplasmic Actin-Binding Proteins. Protein J. 2024. V. 43(4). P. 675-682. doi: 10.1007/s10930-024-10207-y.

3. Brambilla D, Fais S. The Janus-faced role of ezrin in "linking" cells to either normal or metastatic phenotype. Int J Cancer. 2009. V. 125(10). P. 2239-45. doi: 10.1002/ijc.24734.

4. Buenaventura RGM, Merlino G, Yu Y. Ez-Metastasizing: The Crucial Roles of Ezrin in Metastasis. Cells. 2023. V. 12(12). P. 1620. doi: 10.3390/cells12121620.

5. Chikina A.S., Alexandrova A.Y. An In Vitro System to Study the Mesenchymal-to-Amoeboid Transition. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.). 2018. V. 1749. P. 21-27. doi: 10.1007/9781-4939-7701-7_3

6. Coumans J. V.F., Davey R.J. and Moens P. D.J. Cofilin and profilin: partners in cancer aggressiveness. Biophys Rev. 2018. V. 10(5). P. 1323–1335. doi: 10.1007/s12551-018-0445-0.

7. Datta A, Deng S, Gopal V, et al. Cytoskeletal Dynamics in Epithelial-Mesenchymal Transition: Insights into Therapeutic Targets for Cancer Metastasis. Cancers (Basel). 2021.V. 13(8). P. 1882. doi: 10.3390/cancers13081882.

8. Santamaria P.G., Moreno-Bueno G., Portillo F. Mol Oncol. 2017. V. 11(7). P. 718–738. doi: 10.1002/1878-0261.12091.

9. G.V. Kakurina, I.V. Kondakova, L.V. Spirina, et al. Expression of Genes Encoding Cell Motility Proteins during Progression of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2018. Vol. 166, No. 2. P. 250-252. DOI 10.1007/s10517-018-4325-1.

10. Zhu Y, Zhang X, Chen Y [et al.] Ezrin's role in gastric cancer progression: Implications for immune microenvironment modulation and therapeutic potential. Heliyon. 2024. V. 10(5). P. e27155. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e27155.

11. Yang, J., Antin, P., Berx, G. [et al.] Guidelines and definitions for research on epithelial–mesenchymal transition. Nat Rev Mol Cell Biol. 2020.V.21. P. 341–352. https://doi.org/10.1038/s41580-020-0237-9

12. Sharma P, Alsharif S, Fallatah A [et al.] Intermediate Filaments as Effectors of Cancer Development and Metastasis: A Focus on Keratins, Vimentin, and Nestin. Cells. 2019. V. 8(5). P. 497. doi: 10.3390/cells8050497.

13. Kalluri R., Weinberg R. A. The basics of epithelial-mesenchymal transition. J Clin Invest. 2009. V.119(6). P. 1420-1428. doi: 10.1172/jCI39104.

14. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001. V. 25(4). P. 402-408. doi: 10.1006/meth.2001.1262.

15. Morris H.T.& Machesky L.M. Actin cytoskeletal control during epithelial to mesenchymal transition: focus on the pancreas and intestinal tract. British Journal of Cancer. 2015. V. 112. P. 613–620. doi: 10.1038/bjc.2014.658.

16. Hinojosa LS, Holst M, Baarlink C [et al.] MRTF transcription and Ezrin-dependent plasma membrane blebbing are required for entotic invasion. J Cell Biol. 2017. V. 216(10). P. 3087-3095. doi: 10.1083/jcb.201702010.

17. Peltanova B., Raudenska M., and Masarik M. Effect of tumor microenvironment on pathogenesis of the head and neck squamous cell carcinoma: a systematic review. Mol Cancer. 2019. V. 18. P. 63. doi: 10.1186/s12943-019-0983-5.

18. Joshi P., Riley D.R. J., Khalil J.S., et al. The membrane-associated fraction of cyclase associate protein 1 translocates to the cytosol upon platelet stimulation. Sci Rep 2018. V.8. P. 10804. doi: 10.1038/s41598-018-29151-w.

19. Michie KA, Bermeister A, Robertson NO., et al. Two Sides of the Coin: Ezrin/Radixin/Moesin and Merlin Control Membrane Structure and Contact Inhibition. Int J Mol Sci. 2019. V. 20(8). P. 1996. doi: 10.3390/ijms20081996.