miRNAs i förutsägelse av prognos i klar Cell njurcellscancer

Abstrakt

njurcellscancer (RCC) är den vanligaste typen av urinmalignitet. Clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) är den dominerande RCC-subtypen och står för 70-80% av RCC. Under de senaste åren har miRNAs visat sig vara nära associerade med resultatet av patienterna med ccRCC. I den här översynen sammanfattar vi de senaste framstegen inom forskning som undersöker miRNAs roll för att förutsäga prognos hos patienter med ccRCC.

1. Inledning

njurcellskarcinom (RCC) är maligniteter härrörande från renala tubulära epitelceller, av vilka clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) är den dominerande patologiska subtypen. Eftersom ccRCC inte är känslig för traditionell strålbehandling eller kemoterapi, och mRCC-riktade terapier vanligtvis är dyra, behandlas ccRCC oftast med radikal eller partiell nefrektomi . I det tidiga skedet av sjukdomen orsakar ccRCC inte specifika tecken eller symtom, och ungefär en tredjedel av patienterna har avlägsna metastaser vid diagnostidpunkten . Även om kirurgisk resektion effektivt kan lösa ccRCC, utvecklar 20 till 40% av patienterna fortfarande lokal återfall eller avlägsen metastas efter operationen.

mikroRNA (Mirna) är små icke-kodande RNA med 20-22 nukleotider. I ccRCC-vävnader har avvikande uttryck av vissa Mirna observerats . Mätning av uttrycket av dessa miRNA kan skilja ccRCC från normal vävnad , förutsäga prognos och markera potentiella terapeutiska mål . En tidigare studie kännetecknade en miRNA-signatur av 22 miRNA som bland 147 miRNA-profiler från 411 ccRCC-patienter var oberoende korrelerade med ccRCC-resultat . Nyligen har miRNAs väckt mer och mer uppmärksamhet på grund av deras speciella föreningar med prognosen för ccRCC. I den här översynen diskuterar vi medverkan av miRNAs i ccRCC i aspekterna, nämligen patologisk grad eller stadium, återfall och metastasering och överlevnad.

2. Patologisk grad eller Stadium

preoperativ förutsägelse av den patologiska graden eller scenen kan underlätta formuleringen och genomförandet av individualiserad behandlingsplan. Under de senaste åren har miRNAs visat sig vara associerade med patologisk kvalitet och stadium. Ishihara et al. hittade anmärkningsvärt låga nivåer av miR-23B och miR-27b i ccRCC-vävnader som ska associeras med avancerat patologiskt Stadium (definierat som steg 3 ) och avancerad grad (grad 3 ) av ccRCC . Onormalt uttryck av miR-23B och miR-27b korrelerades med ogynnsam total överlevnad, och återställande av dessa abnormiteter resulterade i hämning av ccRCC-tillväxt och metastas. Mir-23B / 27b-klustret var således en exakt prognostisk markör för patologiska resultat i ccRCC. Uppreglering av miR – 29b har hittats i både malign njurvävnad och in vitro odlade RCC-cellinjer . Förhöjning i mir-29B-uttryck var associerat med ogynnsamt kliniskt stadium () och total överlevnad () hos patienter med ccRCC, medan miR-29b accelererade tillväxten och migrationen av RCC-celler genom transkriptionsreglering av KIF1B.

en 17,5-faldig höjning i miR-125B-uttryck befanns vara korrelerad med en högre Fuhrman-grad () och avancerad tumörnodmetastas (TNM) – stadium (III + IV kontra I + II, ) i 276 fall från ccRCC . Multivariat Cox-analys visade att miR–125b var en oberoende prognostisk faktor (HR 1.860, 95% CI 1.059-3.269, ) av ccRCC. Vidare förbättrade kombinationen av miR-125b och TNM-steg (–index 0.715, 95% CI 0.656-0.773) ccRCC–prognosprognosen för TNM ensam (- index 0.664, 95% CI 0.614-0.715), vilket återspeglar den synergistiska prediktiva förmågan hos de två parametrarna.

sammantaget kan detta bevis ge viktigt teoretiskt stöd för förutsägelse och utvärdering av ccRCC-prognos. MiRNAs ensamma eller särskilt i kombination med andra kliniska patologiska egenskaper representerar värdefulla verktyg för prognostisk stratifiering av RCC-patienter. De möjliga mekanismerna genom vilka dessa Mirna är involverade i utvecklingen och progressionen av ccRCC förblir emellertid i stort sett okända. Dessa olösta problem kan övervinnas genom optimering av njurresektionskirurgi och förbättrad upptäckt av olika Mirna i framtiden.

3. Återfall och metastas

analys av 111 RCC-prover avslöjade en signifikant högre grad av metylering i mir-124-3 CpG-öar än normala vävnader, vilket var associerat med förekomsten av avlägsen metastas (), hög patologisk grad () och ökad risk för återfall av sjukdom () . Dessa data föreslog miR-124-3 som en optimal kandidatbiomarkör för riskstratifiering av RCC-patienter. Höga nivåer av miR-27a-3p har också visat sig vara involverade i RCC-progression . I en multivariat Cox-proportionsriskmodell gav högt miR-27a-3p–uttryck en 2,71-faldig ökad risk för ccRCC-återfall (HR 2,71, 95% CI 1,23-6,42,), vilket indikerar miR-27a-3p som en oberoende prognostisk faktor för att förutsäga ccRCC-återfall. I studien utförd av Huang et al. , patienter med hematogen metastatisk ccRCC hade lägre nivåer av miR-30A, högre tumörmikrokärldensitet och högre nivåer av dll4-uttryck än de utan metastas eller med endast lymfatisk metastas. De 3-åriga uppföljningsdata från 65 ccRCC-patienter utan synkrona metastaser visade att patienter med höga nivåer av miR-30A uppvisade en lägre sannolikhet för hematogen spridning och längre metastasfri överlevnad än de med låga miR-30A-nivåer. Således är miR-30A oberoende prediktiv för ccRCC hematogen metastas, vilket kan underlätta individualiserad terapi för att minska metastasspecifik dödlighet. På liknande sätt minskade mir-646-uttrycket med ccRCC-progressionen från nonmetastas eller lymfatisk metastas till avlägsen metastas . Femåriga uppföljningsdata från 70 ccRCC-patienter utan metastaser visade att ccRCC-patienter med höga nivåer av miR-646 uppnådde bättre metastasfri överlevnadstid (). Reducerat mir-646-uttryck identifierades som en oberoende prediktor för ccRCC-avlägsen metastas. Den underliggande mekanismen kan involvera MITOGENAKTIVERAT proteinkinas (MAPK) – väg genom att rikta in sig på nin one-bindande protein (NOB1), vilket framgår av en samtidig, omvänd förändring av NOB1-nivån. En annan miRNA identifierad för att vara associerad med ccRCC-metastas är miR-30C . miR – 30C befanns vara nedreglerad i både primära och metastatiska lesioner. Dessutom minskade överuttryck av miR-30C migrations-och invasionskapaciteten hos in vitro odlade ccRCC-celler. Dessa data tyder på att förändringar i mir-30C-uttryck förutsäger tidiga avlägsna metastaser av ccRCC, och återställande av dess nivåer bidrar till att minska invasiviteten hos ccRCC.

Fu et al. fann höga miR-125b-nivåer att korreleras med dålig överlevnad () och kortare återfallsfri överlevnad () bland 276 ccRCC-patienter som genomgår nefrektomi . Sammantaget hade ccRCC-patienter med höga miR-125b–nivåer hög risk för ccRCC-återfall (HR 2.396, 95% CI 1.365-4.778,), men stratifiering efter kliniskt stadium avslöjade att denna markör endast var prediktiv hos dem i ett avancerat kliniskt stadium (T2–4, HR 6.366, 95% CI 2.754–25.508, ) och inte hos dem i ett tidigt skede (T1, HR 1.507, 95% CI 0.614–3.857, ). Dessa data bekräftar återigen betydelsen av miRNA och deras förändringar i tidig förutsägelse av återfall och överlevnad hos patienter med ccRCC efter nefrektomi. MiR – 122 och miR-514 har också validerats som differentiellt uttryckta miRNA-markörer i ccRCC-återfall efter radikal nefrektomi . Uttrycket av miR-514 är signifikant nedreglerat medan miR-122 uppregleras i primära och metastatiska lesioner. Emellertid förblev endast miR-514 som en oberoende faktor som förutsäger tumöråterfall i den slutliga Cox-regressionsmodellen.

sammantaget spelar miRNAs en roll för att förutsäga förekomsten av ccRCC och postoperativ återfall och metastaser. Således är miRNAs användbara verktyg som underlättar personligt val av terapi och individualiserat uppföljningsschema. Nuvarande bevis är dock glesa och kommer till stor del från begränsat antal händelser eller in vitro-experiment. MiRNAs exakta roll i ccRCC, och specifika molekylära mekanismer involverade, förtjänar ytterligare undersökning. Sådan forskning kan göra det möjligt att förbättra överlevnaden och livskvaliteten för sådana patienter.

4. Överlevnad

avvikelser i miRNA, uppreglering eller nedreglering, förutsäger total överlevnad (OR) eller sjukdomsfri överlevnad (DFS). Det har rapporterats att mir-194-uttrycket minskar gradvis när normala njurvävnader utvecklas till primär ccRCC och minskas ytterligare i metastatiska lesioner . Lägre mir-194-uttrycksnivåer är associerade med ogynnsamma DFS () och OS (). Multivariat analys tyder vidare på att miR–194 är en oberoende molekylär markör för OS (HR 0,51, 95% CI 0,37–0,71, ) i synnerhet för lesioner 4 cm (HR 0,43, 95% CI 0,3-0,62, ). Således hjälper miR-194 att skilja aggressiva små maligniteter med sämre prognos från indolenta tumörer eftersom de bör behandlas differentiellt. Uttrycket av miR-126 visade sig vara ökat i ccRCC-prover. Khella et al. fann att överuttryck av miR-126 var associerad med en längre OS i både 481 ccRCC fall () och 268 patienter med större lesioner (>4 cm, ) . Involveringen av miR-126 i karcinogenes och progression förlitade sig på ett antal mål, såsom SPRED1, IGF1R, BCL2, CRK, CCNE2, PIK3R2 och flera vägar inklusive HIF–1, VEGF, mTOR och PI3 K-Akt signalvägar. I jämförelse med normal njurvävnad uppreglerades mir-210 i ccRCC-vävnad . Patienter med höga nivåer av mir – 210 hade en 1,82-faldig ökad risk för återfall (HR 1,82, 95% ki 1,11–3,00, ) och 2,46-faldig ökad risk för kortare OS (HR 2,46, 95% ki 1,20–5,04, ). Kaplan-Meier-överlevnadskurvorna visade att patienter med uppreglerad mir-210 hade lägre DFS () och OS (). Liknande resultat för OS erhölls hos patienter med tumörstorlek > 4 cm. En annan miRNA, miR-203, har visat sig vara involverad i karcinogenes och progression av ccRCC. Det nedregleras i in vitro odlade RCC-celler och ccRCC-prover . miR–203 är en oberoende prognostisk faktor för OS för RCC-patienter (HR 3.071, 95% CI 1.719-6.374, ), eftersom lågt mir-203-uttryck förutsäger ett kortare OS (). In vitro-experiment visade att miR-203 hämmade RCC-celltillväxt och migration genom direkt inriktning på FGF2, vilket framgår av partiell dämpning av tumörundertryckande effekt i en FGF2-överuttrycksmodell. På samma sätt var låga nivåer av miR-497 en potentiell oberoende faktor för att förutsäga ett kort OS hos ccRCC-patienter .

ett antal Mirna har studerats för postoperativ förutsägelse. Uppregleringen av miR-630 var oberoende korrelerad med lägre total överlevnad (HR 3,021, 95% CI 2,074–5.726,) hos 92 ccRCC-patienter som genomgick nefrektomi och nedreglering av miR-217 var kopplad till dålig överlevnad hos ccRCC-patienter . Den femåriga överlevnadsgraden hos patienter med höga nivåer av miR-217 var större än hos dem med lågt miR-217-uttryck. Genom att jämföra mir-187-uttryck i postoperativa ccRCC-prover och histologiskt matchad normal vävnad (T/N), mir-187-uttryck nedreglerades i ccRCC-prover och minskade stegvis med framåtgående tumörkvalitet och stadium . Alla patienter med höga nivåer av miR-187 (T/n > 1) överlevde 5 år efter operationen; däremot hade endast 42% av de med låg nivå av miR-187 överlevt vid denna tidpunkt (T/n < 0.42), vilket tyder på en undertryckande roll av miR-187 i ccRCC-progression. In vitro-experiment visade att överuttryck av miR-187 hämmade tumörcelltillväxt och minskade motilitet via direkt inriktning B7 homolog 3 (B7-H3). Chen et al. rapporterade att mir-129-3p-uttryck nedreglerades i ccRCC-prover . Låga nivåer av miR–129–3p var också associerade med ogynnsam DFS (HR 3.119, 95% CI 1.060-9.175, ) och OS (HR 3.199, 95% CI 1.075-9.521, ). 87.5% av ccRCC-patienterna med en miR-129-3p-nivå över medianen överlevde 43 månader, i motsats till endast 54,2% av patienterna med en nivå under medianen. Involveringen av miR-129-3P i ccRCC-metastas förlitade sig på nedreglering av ett antal metastasrelaterade gener, inklusive SOX4, p-FAK, MMP2 och MMP-9. Dessutom kan ccRCC diskrimineras från normal njurvävnad enligt mir-129-3p-nivåer med en noggrannhet på 73,5%.

uppregleringen av miR-21 har rapporterats vara korrelerad med cancerspecifik överlevnad hos ccRCC-patienter. 1.61 gav en känslighet på 66% och specificitet på 81% . Nedreglering av miR – 126 var också associerad med cancerspecifik överlevnad. Ett tröskelvärde på 0,57 gav en känslighet och specificitet på 36% respektive 100%. Kombinationen av de två markörerna uppnår en synergistisk prediktiv prestanda för cancerspecifik överlevnad med förbättrad känslighet och specificitet (88% och 75%, resp.). Med en kombinerad riskpoäng vid cutoff på 6, 82 baserat på de två Mirna, förutspådde den 5-årig cancerspecifik överlevnad på 96% för lågriskpatienter och 48% för högriskpatienter.

en annan studie visade att förhållandet mellan miR-21 och miR-10b (miR 21/10b) var oberoende korrelerat med överlevnad () och TNM-stadium, med bättre prediktiv prestanda än singular miRNA . Analys av patienter utan metastaser visade att patienter med låg miR21/10b hade längre sjukdomsspecifik överlevnad ( månader) och högre 5-års och 10-års överlevnad (84,2%) än de med hög miR21 / 10b, som hade en sjukdomsspecifik överlevnad på månader och 5-års (51,6%) och 10-års (49,1%) överlevnad. Med gränsvärdet inställt på medianen indikerade en Cox proportionell riskregressionsmodell att miR21 / 10b var en oberoende prognostisk faktor (95% CI = 1.201–5.736, ). Således kan miR21 / 10b eventuellt användas för postoperativ riskstratifiering av patienter utan metastasering.

miR-141-3p och miR-145-5p som posttranskriptionella regulatorer rapporteras undertrycka tumörcellmigration och invasion genom att rikta NRP2 eller SLC16A3. Intressant nog hämmar samtidig överuttryck av båda Mirna kooperativt migration genom att undertrycka HS6ST2-och LOX-uttryck, varav den senare var en stark prognostisk faktor för OS i ccRCC.

Vergho et al. jämförde ccRCC-patienter () och ccRCC-patienter med en tumörtromb (TT) som sträckte sig in i den sämre vena cava, vilket i allmänhet indikerade en dålig prognos . Resultaten visade att miR-21, miR-126 och miR-221 oberoende kunde förutsäga cancerrelaterad död hos patienter med ccRCC. En kombinerad poäng baserad på tre Mirna beräknades enligt formeln (4.592 okt miR-21) + (-3.892 okt mir-126) + (-1.938 okt mir-221). Med ett cutoff-värde på 18,7. Specificiteten av riskpoängen för högriskpatienter var 90%, medan för lågriskpatienterna var det 87%.

sammantaget kan specifika Mirna vara potentiella markörer för att förutsäga överlevnad hos patienter i ccRCC. Kombinationen av flera Mirna eller miRNA med kliniska parametrar, till exempel TNM-stadium eller tumörstorlek, uppnådde bättre prediktiv prestanda med högre noggrannhet, känslighet och specificitet än singulära Mirna. En kombinerad poäng baserad på två eller flera Mirna är bekväm och pålitlig för riskstratifiering av patienter med ccRCC.

5. Prospektiva

ackumulerande bevis har visat att Mirna, särskilt i en grupp, är känsliga och specifika nya icke-invasiva biomarkörer för förutsägelse av patologisk grad, återfall/metastas och överlevnad för ccRCC-patienter. miRNA kan vara användbara verktyg för att identifiera patienter med hög risk för dålig prognos och därmed underlätta personlig terapi och uppföljningsschema (Figur 1). För närvarande är detekteringen av miRNA beroende av kvantitativ realtids-PCR (qRT-PCR). Att tolka effekten av miRNA-uttryck är dock fortfarande utmanande i kliniska miljöer.

Figur 1

den prognostiska betydelsen av miRNAs i ccRCC. miRNAs förutsäger prognosen för ccRCC i aspekter av patologisk grad och stadium, återfall och metastas och överlevnad.

dessutom är hur man förstår den ömsesidiga och komplicerade regleringen av miRNA och målgener en annan fråga, eftersom varje gen kan påverkas av olika Mirna, och i sin tur kan varje miRNA rikta sig mot flera gener. Forskning om miRNAs engagemang i ccRCC är fortfarande i ett preliminärt skede och kräver ytterligare undersökning före klinisk tillämpning. Och vi har sammanfattat alla miRNA som har nämnts i vårt manuskript, några fynd (Tabell 1 och 3) och funktionell mekanism (Tabell 2).

intressekonflikter

författarna förklarar att de inte har några intressekonflikter.