Abstract
Bakgrunn
T-celler spiller en viktig rolle i immunresponsen og blir aktivert i respons til presentasjon av antigener bundet til hovedhistokompatibilitetskompleks (MHC) molekyler deltar med den T-celle-reseptor (TCR). T-celle-reseptor-kompleksene inneholder også fire CD3 (klynge av differensierings 3) subenheter. TCR-CD3-komplekset er viktig for T-celle utvikling og spiller en viktig rolle i mellomliggende celle-gjenkjennings arrangementer. Siden microRNAs (mirnas) er svært stabile i blodet serum, noen som kan være rettet mot CD3 molekyler, kan de tjene som gode biomarkører for påvisning tidlig kreft. Målet med denne studien var å se om det er en sammenheng mellom kreft og mengden av miRNAs -targeted CD3 molekyler.
Metoder
Bioinformatikk verktøy ble brukt for å forutsi miRNA mål for disse genene. Deretter ble disse svært konserverte mirnas evalueres for å se om de er innblandet i ulike typer kreft. Derfor ble humane sykdoms databaser brukt. Ifølge den nyeste forskningen, denne studien forsøkt å undersøke mulige ned- eller oppregulering av mirnas kreftpasienter.
Resultater
Vi identifiserte mirnas som mål gener produserer CD3 subenheten molekyler. De mest konserverte mirnas ble identifisert for CD3G genet, mens CD247 og CD3EAP gener hadde færrest, og det var ingen konservert miRNA tilknyttet CD3D genet. Noen av disse miRNAs ble funnet å være ansvarlig for ulike kreftformer, etter et bestemt mønster.
Konklusjoner
Det er høyst sannsynlig at mirnas påvirke CD3 molekyler, svekke immunforsvaret, gjenkjenne og ødelegge kreftsvulst; dermed kan de brukes som egnede biomarkører skille kreft i tidlige stadier av utviklingen
Citation. Asghari Alashti F, Minuchehr Z (2013) mirnas Hvilke Target CD3 Underenheter kan være potensielle biomarkører for kreft. PLoS ONE 8 (11): e78790. doi: 10,1371 /journal.pone.0078790
Redaktør: Szabolcs Semsey, Niels Bohr-instituttet, Danmark
mottatt: 31. mai 2013; Godkjent: 24 september 2013; Publisert: 11.11.2013
Copyright: © 2013 Asghari Alashti, Minuchehr. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av National Institute of Genetic Engineering og bioteknologi Teheran, Iran (Grant nummer 303 og 346). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Mer enn 30% av det humane genom styres av mirnas, som regulerer viktige biologiske prosesser [1]. Disse korte ikke-kodende RNA (21-23 nukleotider lang) er ansett for å være assosiert med de fleste kreft [2], og har således tiltrukket seg oppmerksomheten til mange forskere. mirnas er bundet til de tre viktigste uoversatt regioner (3’UTR) av mål messenger RNA (mRNA) før de kan oversettes til spesielle proteiner ved å gjøre gener av og på [3], [4]. De har viktige roller i mange cellulære prosesser som celleproliferasjon [4], celledeling [5], apoptose [6], differensiering, selvfornyelse [7], stressrespons og kreft [5]. Nedregulering av enkelte mirnas (for eksempel MIR-34), som er et resultat av redusert ekspresjon, fører til en økning i celler i visse typer kreft [8]. Ekspresjonen av flertallet av mirnas er redusert i humane kreftformer ([9], [10], [11]), som er i motsetning til de overxpression visse mirnas som fører til utviklingen av tumorigenesis [11]. Derfor kan mirnas fungere som både tumor-suppressorer eller onkogener, og deres ekspresjon kan tilveiebringe en prediktiv diagnostisk verdi [11]. mirnas også spille en viktig rolle i utviklingen av immunsystemet i hvilket sin riktige ekspresjon kan føre til avansert vekst, som kan ellers føre til en avbrytelse av immunitet [12].
Det er sterke bevis som har verifisert effektiviteten av mirnas i immunsystemet. Følgelig kan mirnas påvirke utviklingen av B-celler [13] og T-celler. De kan også øke monocytter og nøytrofile nivåer, og er responsile for antistoff svitsjing og frigjøring av inflammatoriske mediatorer, som er utgitt av immunceller i tider når skadelige stoffer invadere kroppen [14]. mirnas er stabile og konsistente i individer av samme art og kan anvendes som potensielle biomarkører for gjenkjennelse av forskjellige kreftformer og andre sykdommer [15], [16]. miRNA signaturer i blodet er lik for menn og kvinner i ulike aldre [17]. Noen funn tyder på at de kan bli akseptert som egnede biomarkører, for eksempel, ble MIR-29a og MIR-92 plasmanivåene funnet å være annerledes i kontroller og kolorektal kreft [18]. Faktisk kan en økning i nivåene av MIR-21, MIR-92 og MIR-93 betraktes som en klinisk biomarkør for ovariekreft [19].
Siden, er thymus det hovedorgan ansvarlig for T-cellemodning [20], som fortsetter å vokse mellom fødsel og pubertet, og at thymisk-aktivitet (T-celle-utgang) er den mest aktive før puberteten og undergår atrofi i aldring, uunngåelig svekket immunresponsen [21]; Det kan således utledes at det er en positiv korrelasjon mellom kreft og alder [22]. Derfor ville det ikke være veldig overraskende å tenke på immunsystemet som nøkkelen til kreftbehandling.
Immunsystemet kan gjenkjenne og utelate svulster som uttrykker antigener som ikke er observert i normale celler. Så slike antigener blir betraktet som fremmed av immunsystemet, som til slutt angrep og ødelegger dem [23] med killer T-celler, og av og til med støtte av T-hjelpeceller [24]. Disse antigenene fungere som virale former ved å virke på MHC klasse I-molekyler; drapsmann T-celler gjenkjenner svulster som ikke-standardiserte celler [25]. Naturlige killer-celler er en annen type leukocytt at angripe tumorceller og celler infisert med virus. De dreper-celler ved å bruke lavere nivåer av MHC klasse I-molekyler persent på sin overflate i forhold til normale celler [26]. T-cellereseptoren eller TCR, som er et molekyl som finnes på overflaten av T-celler, kan bidra til å gjenkjenne antigener bundet til MHC [27].
TCR heterodimer er ansvarlig for ligand anerkjennelse. Når den settes sammen med fire invariante proteiner (CD3-gamma, -Delta, -epsilon og -zeta), har det et karakteristisk motiv sekvens assosiert med den immunoreceptor tyrosin baserte aktiveringsmotiver (ITAMs), noe som er viktig for signaloverføring i immunceller . Den TCR_CD3 komplisert samspill spiller en viktig rolle i å gripe inn celle anerkjennelse hendelser [28]
Det sentrale rolle miRNAs i immunsystemet har vært innblandet av forskere.; for eksempel, påvirker MIR-150 enkelte mRNA som er viktige for utvikling av pre- og pro-B-celler. Slik at hver endring i disse mirnas kan hindre utviklingen av immunsystemet [29] [14].
mirnas mål- mRNA i spesifikke steder for å bevirke translatorisk undertrykkelse og hindre oversettelse eller induserer spaltning av massasje [30]. Det er noen mikroRNA målgenet databaser som Base [31], miRwalk [32], targetScan [32] etc. som hjelper i å finne den beste miRNA målgenet.
I samsvar med stabiliteten av miRNA i serum og viktigheten av den rollen CD3 molekyler i anerkjennelse av antigener, denne studien forsøkt å fokusere på de mirnas som er rettet mot CD3 proteiner som kan til slutt brukes som rime biomarkører i påvisning av kreft.
Metoder
det er fire CD3 subenheter inkludert CD3-Gamma, CD3-Delta, CD3-Epsilon og CD3-Zeta som bindes til TCR, som fører til dannelsen av TCR.CD3 komplekset, som spiller en viktig rolle i T-cellereseptoren funksjon og T-celle utvikling [33]. For å gjenkjenne genene produserer disse underenheter, den Ensembl genomet database utgivelse 70 oppdatert – januar 2013, ble (https://asia.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/Index/) brukes [34]. I denne databasen navn og ID av gener som kodet for molekyler hos mennesker, ble utledet. Bruke TargestScan Menneskelig database utgivelsen 6,2 (https://www.targetscan.org/(updated-juni 2012)) [35], og velge bredt bevart, konservert og dårlig bevart mikroRNA familie alternativer, fikk vi mirnas som var i stand til å målrette disse genene. Det er verdt å nevne at denne studien kun considerd resultatene av konserverte mikroRNA familier, men ingen andre gener.
Senere har hver miRNA av konservert mikroRNA familien blitt undersøkt separat. For å finne ut i hvilken type kreft, disse mirnas spille en viktig rolle, brukte vi den menneskelige miRNA Sykdom Database (HMDD) (https://202.38.126.151/hmdd/mirna/md/(September 2012)) [36]. I denne databasen, ble sykdommer relatert til mirnas og deres rolle identifisert. Et søk etter mirnas ble også utført ved å surfe på miRCancer Database (https://mircancer.ecu.edu/browse.jsp (Januar 2012)) [37]. I denne databasen, ble mirnas søkte etter deres navn, til slutt fører til identifisering av kreft de var ansvarlige for. Denne databasen viste også om mirnas er oppregulert eller nedregulert.
Resultater
TCR-CD3-komplekset er en multi struktur stede på T-cellene overflaten. Menneskelig CD3 består av fire subenheter: CD3-Gamma, CD3-Delta, CD3-Epsilon og CD3-Zeta. Å vite navnet og funksjoner i gener som er involvert i å uttrykke CD3 subenhet molekyler ble Ensembl database som brukes, og ett gen for hver underenhet ble funnet og identifisert som; CD3G, CD3D, CD3EAP og CD247, henholdsvis (tabell 1).
For hver av de fire gener som er involvert i produksjon av CD3 subenheter, den TargestScanHuman database (slipp 6.2 av juni 2012) ble benyttet [35] å identifisere og forutsi mirnas som kunne målrette disse genene. I denne studien har bare svært konservert miRNA familier blitt vurdert og dårlig bevart miRNA familier har blitt utelatt. For CD3G genet ble 21 mirnas spådd at target dette genet (tabell 2). En miRNA ble spådd for CD3EAP genet (ansvarlig for å produsere CD3E molekyl, epsilon) (tabell 3), tre mirnas for CD247 genet (ansvarlig for å produsere CD3 molekylet, zeta) i begge transkripsjoner av NM_000734 (1041 nt) og NM_198053 (1041 nt) (tabell 4). miRNA ble ikke spådd for CD3D genet (ansvarlig for produksjonen av CD3 molekylet, delta) i begge transkripsjoner av NM_000732 (88 nt) og NM_001040651 (88 nt).
Hver av den anslåtte miRNAs ble deretter anmeldt i beslektede forskningsartikler for å se om disse mirnas ble nedregulert eller oppregulert i tumorvev og blod serum av kreftpasienter.
resultatene viste at has-MIR-378 , som var en miRNA forutsagt for CD3G, hadde økt i alle blodserum som hører til pasienter som lider av kastrasjon motstandsdyktig prostatakreft (CRPC) [38], nyrecellekarsinom (RCC) [16], [39] og mage kreft (GC) [40]; dessuten, kreft vev hos pasienter med blærekreft (BC) [41], carcinoma basal celler [42], tykktarmskreft (CRC) [43], munnhulekarsinomer [44], strupekreft [45] og magekreft [46]. Dette var i kontrast til redusert miRNA nivå i tilgrensende ikke-tumorale vev. Har-MIR-422A har-MIR-593 og har-MIR-494 som representerte andre mirnas spådd for CD3G viste også en lignende reduksjon i nivåene i tumorvev. For eksempel ble det observert reduksjon i nivåene for MIR-422A hos pasienter med strupekreft [45] og endetarmskreft [43], MIR-593 i esophageal kreftpasienter [47] og MIR-494 i kolangiokarsinom (CCA) [48], lungekreft [49] og gastrointestinal tumor [50]. De ovennevnte observasjonene var i samsvar med dataene fra denne studien. Bortsett fra MIR-515 og MIR-136, som bare ble sitert en gang (muntlig plateepitelkarsinom [44] og lungekreft [51] henholdsvis), som viste et økende antall miRNAs i tumorvev), er ingen annen litteratur vedrørende rekke andre mirnas spådd for målretting CD3G i tumorvev eller blod sera av kreftpasienter (tabell 5).
den eneste miRNA spådd for målretting CD3EAP genet, er involvert i CD3E uttrykk, var HSA-MIR -138. Undersøkelser viste at nivåene av denne miRNA hadde gått ned i tumorvev av pasienter som lider av tykktarmskreft [52], leverkreft (HCC) [53], tunge plateepitelkarsinom (TSCC) [54], papillær skjoldbruskkreft [55], hode og hals plateepitelkarsinom (HNSCC) [56] og plateepitelkarsinom (SCC) [57] (tabell 6).
studier av den anslåtte mirnas rettet mot CD247, som var involvert i uttrykket av CD3-zeta molekyl, viste at det var tre mirnas som målrettede genet. Bortsett HSA-MIR-214, har ingen rapporter blitt sitert så langt om nivåene av MIR-761 og MIR-3619-5p i tumorvev. De fleste av de data som oppnås i denne studien viste at MIR-214 nivåer redusert i tumorvev sammenlignet med den relative normale vev (tabell 7). MIR-214 nivåer hadde gått ned i tumorvev av pasienter som lider av esophageal plateepitelkarsinom (ESCC) [58], brystkreft [59], livmorhalskreft [60], leverkreft (HCC) [61] [62], plateepitelkarsinom karsinom (SCC) [63], kolangiokarsinom metastase [64] og primærsentralnervesystemet ystem lymfom (PCNSL) [65]. I kontrast, magekreft [66], eggstokkreft [67] og bukspyttkjertelkreft [68] er eksempler på kreftformer som MIR-214 nivåer økt (tabell 7). Med hensyn til MIR-214 kopiantall i blodet serum studier ble det observert en økning i miRNA nivåer i blodet serum av pasienter med prostata [69] og bryst [70] kreft (Tabell 8).
Diskusjoner
mirnas kan fungere som kreft onkogener og supressors og negativt regulere genuttrykket [71]. Denne oppgaven kan utføres gjennom degradering av mRNA eller undertrykkelse av oversettelses [72]. Mange nyere studier har beskrevet mirnas som viktige regulatorer av prosessene i immunsystemet, som har viktige roller i induksjon, funksjon og vedlikehold av regulatoriske T-celle avstamning [73]. TCR-CD3-komplekset, som er et kompleks transmembrane reseptor, spiller en avgjørende rolle i immunsystemet [74]. Fire invariante kjeder, fysisk forbundet med TCR, inkluderer: CD3-gamma, -Delta, -epsilon og -zeta [75]. mirnas er tidligere blitt identifisert som viktige biomarkører i en rekke kreftformer [16], [17], [18], [76], [77], [78], og i denne studien, forutsagt bioinformatikk analyse mirnas som målrettede gener uttrykke CD3 underenheter, inkludert CD3-gamma, CD3-delta, CD3-epsilon og CD3-zeta. Vårt mål var å identifisere mirnas som påvirker subenheter i immunsystemet og for å validere dem ved å se gjennom studier som tidligere hadde blitt gjennomført, slik som å vurdere dem som potensielle biomarkører for diagnose eller tidlig påvisning av kreft. I I denne studien, TargetScanHuman database identified13 mirnas (MIR-1200, MIR-378d, e, i, c, h, b, f, MIR-422A, MIR-3690, MIR-619, MIR-4446-3p, MIR -2909, MIR-4777-5p, MIR-136, MIR-515-5p, MIR-4659a, b-3p, MIR-494 og MIR-593) som ble konservert og ligner på CD3G genet. En miRNA (MIR-138) ble funnet å være konservert og ligner på CD3EAP genet og tre bevart mirnas (MIR-761, MIR-214 og MIR-3619-5p) viste seg å være lik den CD247 genet. Imidlertid finnes det ikke noen mirnas ble funnet å være konservert og lignende til den CD3D-genet [35]. Fra den første gruppen bare 6 mirnas (MIR-378, MIR-422A, MIR-593 og MIR-494, MIR-515 og MIR-136), fra den andre gruppen en miRNA (MIR-138) og fra den tredje gruppen bare en miRNA (MIR-214) ble identifisert og undersøkt, basert på deres nivåer i vev eller blodsera fra forskjellige kreftpasienter. MIR-378, MIR-422A, MIR-593 og MIR-494 fra den første gruppen, som påvirket CD3G genet (ansvarlig for CD3-gamma subenhet), og ble nedregulert i kreftvevet, i forhold til tilstøtende normalt vev (tabell 5), mens MIR-378 ble oppregulert i blod sera fra cancerpasienter (tabell 8). Med hensyn til en rekke studier, MIR-515 og MIR-136 ble oppregulert i kreftvev (tabell 5). MIR-138 (tabell 6) fra den andre gruppen (spådd for målretting CD3EAP genet er ansvarlig for CD3-epsilon underenhet) ble nedregulert, og MIR-214 fra den tredje gruppen (spådd for målretting CD247 genet er ansvarlig for CD3 -zeta underenhet), ble nedregulert i kreftvevet undersøkt i de fleste av studiene. Men teser ble rapportert å være oppregulert i bare noen få forskningsartikler (tabell 7). mirnas blir nå ansett som nedregulert tumor dempere og oppregulert oncomiRs [52], [79]. Med utgangspunkt i det tilfellet at MIR-378 og MIR-214 ble oppregulert i blodserum av kreftpasienter (tabell 8) og ned-regulert i tumorvev; derfor kan det konkluderes med at de kan fungere som oppregulert oncomiRs mirnas på subenheter av TCR-CD3-komplekset.
Konklusjon
Siden MIR-378, MIR-422A, MIR-593, MIR -494, MIR-138 og MIR-214 kan målrette CD3 underenheter, hvorav noen har blitt studert i ulike kreftformer, og har vært vurdert som biomarkører for å oppdage kreft på et tidlig stadium, det er da svært sannsynlig at mirnas skade immunsystemet slik at den ikke kan skille kreftceller. Derfor kan deres tilstedeværelse i blodet serum som biomarkører for tidlig diagnose av kreft hjelpe oss til å forstå funksjonshemming av immunsystemet. Selv om denne studien ser bioinformatically pålitelig, er flere laboratoriestudier trengs for å støtte disse funnene.
Takk
Vi takker Dr. Parvin Shariati, for hennes verdifulle vitenskapelige kommentarer til vårt arbeid.
