Ksenia kazakova: Ксения Казакова | Forbes.ru

Казакова Анастасия Николаевна ^{1 2} , Ксения С Ануфриева ^{1 3} , Иванова Ольга М ^{1 3} , Полина В Шнайдер ^{1 3 4} , Ирина К Мальянц ^{1 5} , Алешикова Ольга I ⁶ , Андрей В Слонов ⁶ , Лев Ашрафян ⁶ , Бабаева Наталья А ⁶ , Артем В Еремеев ^{1 3 7} , Вероника С Бойченко ^{1 4} , Мария М Лукина ^{1 3 8} , Лагаркова Мария А ¹ , Вадим М. Говорун ^{1 9} , Виктория О Шендер ^{1 10} , Георгий П Арапиди ^{1 2 10}

Принадлежности

• ¹ Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства, Москва, Россия.
• ² Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Россия.
• ³ Центр точного редактирования генома и генетических технологий в биомедицине Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства, Москва, Россия.
• ⁴ Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия.
• ⁵ Факультет химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
• ⁶ Национальный медицинский научный центр акушерства, гинекологии и перинатальной медицины им. В.И. Кулакова, Москва, Россия.
• ⁷ Кольцов Институт биологии развития РАН, Москва, Россия.
• ⁸ Институт экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий Приволжского исследовательского медицинского университета, Нижний Новгород, Россия.
• ⁹ Научно-исследовательский институт системной биологии и медицины, Москва, Россия.
• ¹⁰ Институт биоорганической химии имени Шемякина-Овчинникова РАН, Москва, Россия.

• PMID: 36263012
• PMCID: PMC9574913
• DOI: 10.3389/fcell.2022.825014

Казакова Анастасия Н. и др. Front Cell Dev Biol. 2022 .

Авторы

Казакова Анастасия Николаевна ^{1 2} , Ксения С Ануфриева ^{1 3} , Иванова Ольга М ^{1 3} , Полина В Шнайдер ^{1 3 4} , Ирина К Мальянц ^{1 5} , Алешикова Ольга I ⁶ , Андрей В Слонов ⁶ , Лев Ашрафян ⁶ , Бабаева Наталья А ⁶ , Артем В Еремеев ^{1 3 7} , Вероника С Бойченко ^{1 4} , Мария М Лукина ^{1 3 8} , Мария Лагаркова ¹ , Вадим М. Говорун ^{1 9} , Виктория О Шендер ^{1 10} , Георгий П Арапиди ^{1 2 10}

Принадлежности

• ¹ Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства, Москва, Россия.
• ² Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Россия.
• ³ Центр точного редактирования генома и генетических технологий в биомедицине Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства, Москва, Россия.
• ⁴ Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия.
• ⁵ Факультет химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
• ⁶ Национальный медицинский научный центр акушерства, гинекологии и перинатальной медицины им. В.И. Кулакова, Москва, Россия.
• ⁷ Кольцов Институт биологии развития РАН, Москва, Россия.
• ⁸ Институт экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий Приволжского исследовательского медицинского университета, Нижний Новгород, Россия.
• ⁹ Научно-исследовательский институт системной биологии и медицины, Москва, Россия.
• ¹⁰ Институт биоорганической химии имени Шемякина-Овчинникова РАН, Москва, Россия.

• PMID: 36263012
• PMCID: PMC9574913
• DOI: 10.3389/fcell.2022.825014

Абстрактный

Ассоциированные с раком фибробласты (CAF) уже давно известны как один из наиболее важных игроков в инициации и прогрессировании опухоли. Тем не менее, существует неполное понимание идентификации CAF среди клеток микроокружения опухоли, поскольку список маркерных генов CAF сильно различается в литературе, поэтому крайне важно найти лучший способ идентификации надежных маркеров CAF. С этой целью мы суммировали большое количество данных секвенирования одноклеточной РНК нескольких типов опухолей и соответствующих нормальных тканей. В результате за 9различных типов рака, мы идентифицировали CAF-специфические сигнатуры экспрессии генов и обнаружили 10 белковых маркеров, которые показали сильно положительное окрашивание стромы опухоли в соответствии с анализом изображений IHC из базы данных Human Protein Atlas. Наши результаты дают представление о выборе наиболее подходящей комбинации маркеров фибробластов, связанных с раком. Кроме того, сравнение различных подходов к изучению различий между ассоциированными с раком и нормальными фибробластами (NF) иллюстрирует превосходство транскриптомного анализа фибробластов, полученных из образцов свежей ткани. Используя данные секвенирования одноклеточной РНК, мы выявили общие различия в паттернах экспрессии генов между нормальными и ассоциированными с раком фибробластами, которые не зависят от типа опухоли.

Ключевые слова: биомаркеры; раковое заболевание; ассоциированные с раком фибробласты; транскриптомика одиночных клеток; микроокружение опухоли.

Copyright © 2022 Казакова, Ануфриева, Иванова, Шнайдер, Мальянц, Алешикова, Слонов, Ашрафян, Бабаева, Еремеев, Бойченко, Лукина, Лагаркова, Говорун, Шендер и Арапиди.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Цифры

Идентификация маркеров CAF. (А)…

Идентификация маркеров CAF. (A) Общее количество проанализированных клеток в каждом…

Идентификация маркеров CAF. (A) Общее количество проанализированных клеток в каждом из наборов данных scRNA-seq. (B) Схема исследования для выявления маркеров CAF. Синие прямоугольники обозначают наборы данных, использованные в анализе. Оранжевые прямоугольники обозначают алгоритм, используемый для создания списка значимых генов. (C) Иммуногистохимические (IHC) изображения окрашивания, показывающие экспрессию белков ASPN, PDGFRA, PDGFRB, MFAP5, CDh21, EMILIN1, COL12A1, COL6A3, NEXN и MFAP2 в различных типах опухолей из базы данных Human Protein Atlas. (D) Визуализация экспрессии маркерного гена CAF в зависимости от типа клеток и типа опухоли. Более темный цвет указывает на более высокую среднюю экспрессию гена в клетках, в которых ген был обнаружен, а больший диаметр точки указывает на то, что ген был обнаружен в большей части клеток из кластера. Типы опухоли: BRCA — рак молочной железы, HNSC — плоскоклеточный рак головы и шеи, COADREAD — колоректальная аденокарцинома, LUAD — аденокарцинома легкого, PRAD — аденокарцинома предстательной железы, SCC — плоскоклеточный рак, CHOL — внутрипеченочная холангиокарцинома, LSCC — плоскоклеточный рак гортани , PAAD-аденокарцинома поджелудочной железы, GINET-гастроинтестинальный нейроэндокринный рак.

Сравнение экспрессии генов между…

Сравнение экспрессии генов между CAF и NF в рамках подхода sc-CAFs-NF. (А)…

Сравнение экспрессии генов между CAF и NF в рамках подхода sc-CAFs-NF. (A) Схематическая диаграмма, показывающая рабочий процесс для каждого из трех подходов к сравнению CAF и NF. (B) Рабочий процесс для сравнения экспрессии генов между CAF и NF путем анализа данных scRNA-seq из опухолей и нормальных тканей. (C) Диаграмма Венна, представляющая пересечение генов, дифференциально экспрессируемых между CAF и NF (верхняя диаграмма), с повышенной экспрессией в CAF (нижняя левая диаграмма) и пониженной экспрессией в CAF (нижняя правая диаграмма) для колоректального рака (фиолетовый кружок). ), аденокарциному легкого (желтый кружок) и плоскоклеточный рак (синий кружок). В прямоугольниках указаны названия генов, входящих в предложенный нами список из 414 маркеров CAF. (D) Тепловые карты, показывающие различия в уровне экспрессии генов в CAF по сравнению с NF. Вверху представлена ​​тепловая карта для общих маркерных генов CAF, а внизу — предлагаемых нами маркерных генов CAF. Звездочки указывают на значительные различия в выражении ( | logFC | ≥1 и FDR<0,05). Синий = повышенная экспрессия генов в CAF по сравнению с NF, оранжевый = снижение экспрессии генов в CAF по сравнению с NF. (E) Тепловая карта анализа обогащения Reactome Pathway. Он представляет гены, по-разному экспрессируемые между CAF и NF. По оси x показаны типы опухоли; ось Y показывает сигнальные пути. Цифры в прямоугольниках — это количество генов, связанных с определенным путем для данного типа опухоли, с p -значение <0,05. (F) Точечные диаграммы результатов GSEA, иллюстрирующие обогащение наборов генов общего пути Reactome, выявленных с помощью анализа обогащения в подходе sc-CAFs-NF. Виды опухоли: CRC-колоректальный рак, LUAD-аденокарцинома легкого, SCC-плоскоклеточный рак.

Сравнение экспрессии генов между…

Сравнение экспрессии генов между CAF и NF в рамках подхода «массовые CAF-NF». (А)…

Сравнение экспрессии генов между CAF и NF в рамках подхода «объемные CAF-NF». (A) Рабочий процесс для сравнения экспрессии генов между CAF и NF путем анализа массива данных секвенирования РНК фибробластов, полученных из опухолей, и фибробластов, полученных из незлокачественных областей. (B) Корреляционный анализ Спирмена профилей экспрессии генов в объемных и псевдообъемных образцах NF и CAF (414 маркерных генов CAF). Значения Спирмена R представляют собой медианы всех попарных значений коэффициента корреляции Спирмена между выборками. (C) График UpSet, показывающий количество общих дифференциально экспрессируемых генов между образцами CAF и NF для всех типов опухолей. Пересечения подмножества генов выделены красным цветом, если эти гены активируются в CAF при указанных типах опухолей, синим цветом, если они подавляются, черным цветом, если они подавляются при некоторых типах рака и активируются при других. . (D) Тепловые карты, показывающие различия в уровне экспрессии генов в CAF по сравнению с NF. Слева представлена ​​тепловая карта для общих маркерных генов CAF, а справа — для предложенных нами маркерных генов CAF. Звездочки указывают на значительные различия в выражении ( | logFC | ≥1 и pvalue<0,05). Синий = повышенная экспрессия генов в CAF по сравнению с NF, оранжевый = снижение экспрессии генов в CAF по сравнению с NF. (E) Точечные диаграммы результатов GSEA, иллюстрирующие обогащение наборов генов общего пути Reactome, выявленных с помощью анализа обогащения в подходе sc-CAFs-NF. Типы опухоли: HNSC — плоскоклеточный рак головы и шеи, DGC — рак желудка диффузного типа, BRCA — рак молочной железы, CRC — колоректальный рак, PRAD — рак предстательной железы, PDAC — аденокарцинома протоков поджелудочной железы.

Сравнение экспрессии генов между…

Сравнение экспрессии генов между CAF и NF в рамках подхода культ-CAF-NF. (А)…

Сравнение экспрессии генов между CAF и NF в рамках подхода культ-CAF-NF. (A) Рабочий процесс для сравнения экспрессии генов между нормальными фибробластами, культивируемыми в присутствии и в отсутствие линий раковых клеток. (B) Корреляционный анализ Спирмена профилей экспрессии генов образцов NF и CAF (414 маркерных генов CAF). Значения Спирмена R представляют собой медианы всех попарных значений коэффициента корреляции Спирмена между выборками. Порядок выборки основан на однозвенной иерархической кластеризации матрицы, показанной дендрограммой. (C) Та же корреляционная матрица Спирмена, что и в пункте c, только для образцов, отобранных для дальнейшего анализа. Порядок выборки основан на однозвенной иерархической кластеризации матрицы, показанной дендрограммой. (D) Тепловая карта анализа обогащения Reactome Pathway. Он представляет гены, по-разному экспрессируемые между CAF и NF. По оси x показаны типы опухоли; ось Y показывает сигнальные пути. Цифры в прямоугольниках представляют собой количество генов, связанных с определенным путем для данного типа опухоли, со значением p <0,05. (E) Точечные диаграммы результатов GSEA, иллюстрирующие обогащение наборов генов общего пути Reactome, выявленных с помощью анализа обогащения в подходе культ-CAF-NF. (F) Тепловая карта, показывающая различия в уровне экспрессии генов в CAF по сравнению с NF в подходах sc-CAFs-NF и культ-CAFs-NF. Справа представлена ​​тепловая карта для генов цитокинов и интерлейкинов. Левая тепловая карта предназначена для генов, участвующих в процессах организации внеклеточного матрикса. Звездочки указывают на значительные различия в выражении ( | logFC | ≥1 и FDR<0,05). Синий = повышенная экспрессия генов в CAF по сравнению с NF, оранжевый = снижение экспрессии генов в CAF по сравнению с NF. Виды опухоли: CRC-колоректальный рак, LUAD-аденокарцинома легкого, SCC-плоскоклеточный рак.

Сравнение экспрессии генов между…

Сравнение экспрессии генов между фибробластами, культивируемыми с линией раковых клеток, и монокультурами…

Сравнение экспрессии генов между фибробластами, культивируемыми с линией раковых клеток, и монокультурными фибробластами. (A) Тепловые карты, показывающие различия в уровне экспрессии генов в CAF по сравнению с NF в подходах sc-CAFs-NF и культ-CAFs-NF. Слева представлена ​​тепловая карта для общих маркерных генов CAF, а справа — для предложенных нами маркерных генов CAF. Звездочки указывают на значительные различия в выражении ( | logFC | ≥1 и FDR<0,05). Синий = повышенная экспрессия генов в CAF по сравнению с NF, оранжевый = снижение экспрессии генов в CAF по сравнению с NF. (B) План эксперимента для сравнения экспрессии предложенных маркерных генов CAF между нормальными фибробластами, культивируемыми в присутствии и в отсутствие линий раковых клеток. (C) Тепловые карты, показывающие различия в предлагаемом уровне экспрессии маркерного гена CAF в CAF по сравнению с NF, на основе анализа общедоступных данных (данные подхода культ-CAF-NF) и результатов нашего эксперимента (ПЦР). Звездочки указывают на значительные различия в экспрессии ( | logFC | ≥1 и FDR<0,05 для подхода культ-CAF-NFs, | logFC | ≥1 и pvalue<0,05 для подхода с массовым CAF-NFs) . Синий = повышенная экспрессия генов в CAF по сравнению с NF, оранжевый = снижение экспрессии генов в CAF по сравнению с NF. Типы опухоли: CRC-колоректальный рак, LUAD-аденокарцинома легкого, SCC-плоскоклеточный рак, HNSC-плоскоклеточный рак головы и шеи, DGC-рак желудка диффузного типа, BRCA-рак молочной железы, PRAD-рак предстательной железы, PAAD-панкреатическая аденокарцинома.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Активация передачи сигналов трансформирующего фактора роста бета 1 в фибробластах, связанных с раком желудка, увеличивает их подвижность за счет экспрессии гомолога 2 ромбоида 5 и способности индуцировать инвазивность клеток рака желудка.

  Исимото Т., Мияке К., Нанди Т., Яширо М., Ониши Н., Хуанг К.К., Лин С.Дж., Калпана Р., Тай С.Т., Сузуки Ю., Чо Б.К., Курода Д., Арима К., Изуми Д., Ивацуки М., Баба Ю., Оки Э, Ватанабэ М, Сая Х, Хиракава К, Баба Х, Тан П. Ишимото Т. и др. Гастроэнтерология. 2017 июль;153(1):191-204. e16. doi: 10.1053/j.gastro.2017.03.046. Epub 2017 5 апр. Гастроэнтерология. 2017. PMID: 28390866

• Анализ отдельных клеток показывает, что фибробласты COL11A1 ⁺ являются специфическими для рака фибробластами, которые способствуют прогрессированию опухоли.

  Чжан Дж., Лу С., Лу Т., Хань Д., Чжан К., Ган Л., Ву С., Ли И., Чжао С., Ли З., Шен И., Ху С., Ян Ф., Вэнь В., Цинь В. Чжан Дж. и др. Фронт Фармакол. 2023 20 января; 14:1121586. дои: 10.3389/fфар.2023.1121586. Электронная коллекция 2023. Фронт Фармакол. 2023. PMID: 36744260 Бесплатная статья ЧВК.

• Атлас пространственной транскриптомики выявляет перекрестные помехи между ассоциированными с раком фибробластами и компонентами микроокружения опухоли при колоректальном раке.

  Пэн З., Е М. , Дин Х., Фэн З., Ху К. Пэн Зи и др. J Transl Med. 2022 6 июля; 20 (1): 302. дои: 10.1186/с12967-022-03510-8. J Transl Med. 2022. PMID: 35794563 Бесплатная статья ЧВК.

• Прогностическая значимость ассоциированных с раком фибробластов при раке человека.

  Полссон Дж., Мике П. Полссон Дж. и др. Семин Рак Биол. 2014 Апр; 25:61-8. doi: 10.1016/j.semcancer.2014.02.006. Epub 2014 19 февраля. Семин Рак Биол. 2014. PMID: 24560651 Обзор.

• Сложность микроокружения опухоли: паттерны экспрессии генов фибробластов, ассоциированные с раком, определяют как общие, так и уникальные особенности перекрестных помех опухоль-строма для разных типов рака.

  Ганделлини П., Андриани Ф., Мерлино Г., Д’Айуто Ф., Роз Л., Каллари М. Ганделлини П. и др. Семин Рак Биол. 2015 дек;35:96-106. doi: 10.1016/j.semcancer.2015.08.008. Epub 2015 28 августа. Семин Рак Биол. 2015. PMID: 26320408 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Одноклеточные омики прослеживают гетерогенность клеток рака предстательной железы и микроокружения опухоли.

  Ю С, Лю Р, Гао В, Ван С, Чжан Ю. Ю Х и др. Cell Мол Биол Летт. 2023 9 мая; 28(1):38. doi: 10.1186/s11658-023-00450-z. Cell Мол Биол Летт. 2023. PMID: 37161356 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Рекомендации

1. 1. Агорку Д. Дж., Лангхаммер А., Хайдер У., Уайлд С., Бозио А., Хардт О. (2019). CD49b, CD87 и CD95 являются маркерами активированных фибробластов, ассоциированных с раком, тогда как CD39 маркирует покоящиеся нормальные фибробласты в моделях опухолей мышей. Передний. Онкол. 9, 716. 10.3389/fonc.2019.00716 — DOI — ЧВК — пабмед
2. 1. Алкасалияс Т., Мояно-Галцеран Л., Арсениан-Хенрикссон М., Лехти К. (2018). Фибробласты в микроокружении опухоли: щит или копье? Междунар. Дж. Мол. науч. 19, Е1532. 10.3390/ijms1
      32 — DOI — ЧВК — пабмед
3. 1. Асано С. , Ито С., Такахаши К., Фуруя К., Кондо М., Сокабе М. и др. (2017). Жесткость матрикса регулирует миграцию фибробластов легких человека. Физиол. Реп. 5, e13281. 10.14814/phy2.13281 — DOI — ЧВК — пабмед
4. 1. Бай Ю-П., Шан К., Чен Х., Дин Ф., Ван З., Лян С. и др. (2015). Передача сигналов FGF-1/-3/FGFR4 в ассоциированных с раком фибробластах способствует прогрессированию опухоли при раке толстой кишки через Erk и MMP-7. Онкологические науки.