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概要

肉腫細胞株進行シリーズから肉腫生物学への洞察

ジリ・ハティナ、ミカエラ・クリプネロワ、ハメドラ・シン・パルマル、ズビネク・フーデク、パベル・ドヴォルザーク、カテリーナ・ホフコワ、マルティン・ペスタ、ジトカ・クンコワ、ジークハルト・ソッパー、レンカ・ラドヴァ、イリ・サナ、オンドレイ・スレイビー

軟部肉腫は、ほとんど無症状の病変から急速に転移する腫瘍まで、臨床的行動が非常に多様であることが知られています。肉腫の進行に関与する遺伝子は、今のところ十分には解明されていません。この目的のために、私たちはマウス肉腫細胞株の 2 つの単一背景進行シリーズのトランスクリプトームを包括的に分析しました。最初の細胞株は、v-jun トランスジェニック マウスの連続線維肉腫から私たちが樹立したもので、増殖が遅い非運動性および非浸潤性の細胞株 JUN-2、増殖が速い運動性および浸潤性の細胞株 JUN-3、および細胞の成長と増殖の調節不全はほとんどないが顕著な運動性と浸潤性を示すユニークな形質転換パターンを示す細胞株 JUN-2fos-3 で構成されていました。 2 つ目はフランスのグループによって確立されたもので、広く使用されている前脂肪細胞株 3T3L1 とその派生脂肪肉腫細胞株 LM3D で構成されていました。両方の脂肪肉腫細胞株から、推定脂肪肉腫幹細胞 (サイドポピュレーション細胞として) を分離しました。ゲノム全体のトランスクリプトーム解析を 4 セット実行しました。JUN 線維肉腫進行シリーズは、個々の細胞株間の形質転換関連形質の独自の分布により、単一のトランスクリプトーム解析で肉腫の進行に暫定的に関与する 2 つの別々の遺伝子グループを特定することができました。一方では、増殖関連遺伝子は、JUN-2 および JUN-2fos3 と比較した JUN-3 での差次的発現によって特定でき、他方では、運動性および浸潤性関連遺伝子は、JUN-2 と比較した JUN-2fos3 および JUN-3 細胞での共通発現パターンによって特定できました。脂肪肉腫の進行シリーズに関しては、一方では、前脂肪細胞 3T3L1 細胞と脂肪肉腫 LM3D 細胞での差次的発現によって進行遺伝子を特定し、他方では、両細胞株の副次集団細胞と非副次集団細胞のプロフィル作成によって幹細胞遺伝子を特定しました。ハイスループット遺伝子発現解析は、GeneChip マウスゲノム 430 2.0 アレイ (ThermoFisher Scientific) を使用して実施しました。最後に、JUN-3 と LM3D の高度に形質転換した細胞の両方で共制御される遺伝子の小グループを特定しました (「肉腫の進行」シグネチャ)。この「肉腫の進行」シグネチャの顕著な特徴は、標準的な Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路の複雑なダウンレギュレーションです。発現が上昇した遺伝子には、Wnt/β-カテニン阻害剤として公開されている機能を持つ遺伝子の広範な配列（Dickkopf-2 および -3、Apcdd1、Meg3、Fibulin-5、Ints6、Msx1）が含まれますが、その一方で、発現プロファイルは Wnt5-Ror2 非標準経路の活性化を強く示唆しています。別の広範な遺伝子セットには、発現の上昇がさまざまな癌の予後不良の前兆となる遺伝子が含まれますが、肉腫での発現はこれまで分析されていません。これらの遺伝子には、Snx6、uea トランスポーター Slc14A1、Dpysl3、Ulk2 などがあります。研究チームは、骨肉腫の進行に関与する遺伝子を同定した。これらの遺伝子には、一過性受容体電位カルシウムチャネル Trpc1、Steap3、Morc4、Crp2、および Coronin 1C が含まれる。一部の遺伝子は、すでに特定の軟部肉腫タイプまたは骨肉腫における予後不良の指標として説明されている (Tbx3、Tgfbi、Rab3ip、Alcam、Crabp1、Ecm1、ペリオスチン)。興味深いことに、線維肉腫と脂肪肉腫の両方の進行シリーズのバルク細胞集団が分析の入力を提供したが、「肉腫進行」シグネチャでアップレギュレーションされた遺伝子の一部は、幹細胞の活性化を強く連想させる (c-jun とその活性化因子をコードする遺伝子 Ddx21 および Mfap、幹細胞に関連する選択的スプライシング因子 Khdrbs3 および Mbln3 をコードする遺伝子、および非対称幹細胞分裂に関与すると思われる Lis1)。それ以外の点では、幹細胞性制御は、それぞれの肉腫進行系列において異なる因子によって支配されているようで、JUN-3 線維肉腫細胞では Sox-2 が有力な候補であり、脂肪細胞幹細胞と脂肪肉腫幹細胞の両方で Hippo 経路遺伝子の広範な配列 (Yap、FoxM1、Pttg、Tacc3、Btf3、および Lats2) がアップレギュレーションされています。私たちのモデルと、そのトランスクリプトーム解析によって特定された差次的発現遺伝子は、軟部肉腫の生物学に関する重要な新しい情報を提供し、このまれで非常に異質な腫瘍タイプの新しい予後マーカーと潜在的な治療ターゲットを特定するのに役立つ可能性があると考えています。