GLİAL BEYİN TÜMÖRLERİNİN İLERLEMESİNDE ROL OYNAYAN GEN İFADE DEĞİŞİKLİKLERİ VE MERKEZİ GENLERİNİN İNCELENMESİ

Amaç: Gliomanın oldukça agresif bir formu olan glioblastoma, tüm malign beyin tümörlerinin %80'ini ve tüm gliomaların %55'ini oluşturan en yaygın malign beyin tümörüdür. Tedaviye rağmen glioblastomalı hastalar için medyan sağkalım bir yıldan biraz fazladır. Bu çalışma, gen ekspresyon farklılıklarının ve yollarının glioma gelişimi ve ilerlemesindeki etkisini anlamayı amaçlamaktadır. Yöntem: Çalışmaya Gene Expression Omnibus (GEO) veritabanından 150 glioma örneği ve 15 normal beyin doku örneği dahil edildi. Normal doku ile derece II, III ve IV glioma dokuları arasında diferansiyel olarak eksprese edilen genleri (DEG'ler) elde etmek için GeneSpring yazılımı kullanıldı. DEG'ler, GO ve KEGG yolak analizi için DAVID arayüzü kullanılarak analiz edildi. Cytoscape yazılımındaki STRING uygulaması kullanılarak her derecede en çok bağlantıya sahip 15 gen merkez gen olarak seçildi. Bulgular: DEG'ler nöroaktif ligand-reseptör etkileşimi, sistemik lupus eritematozus, komplement ve pıhtılaşma kaskadları ve GABAerjik sinaps ile ilişkilendirildi. Toplam 21 gen (ALB, CXCL8, EGF, EGFR, FN1, GAPDH, GNG13, GNG7, GNGT1, IL10, IL6, INS, KNG1, MAPK1, MYC, NOTCH1, SRC, STAT3, TNF, TP53 ve VEGFA) merkezi gen olarak belirlendi. Merkezi genler arasında INS geni, bütün derecelerde en yüksek bağlantı düzeyine sahip olduğu bulundu. IL6, düşük sağkalım ile ilişkilendirildi ve yüksek dereceli gliomalarda rol oynadığı düşünüldü. STAT3 ve düşük sağkalımla ilişkili EGF, derece IV'de tespit edildi. İnsan sitomegalovirüsü (HCMV) enfeksiyonu, merkez genlerin KEGG analizine göre yüksek dereceli gliomalarda en anlamlı yol olarak ortaya çıktı. Sonuç: Bu çalışmanın bulguları, gliomalar için potansiyel prognostik ve terapötik hedefleri işaret etmektedir.

Anahtar Kelimeler:

Glioma, gen ekspresyonu, merkezi genler, entegre analiz

INVESTİGATİNG GENE EXPRESSİON CHANGES AND HUB GENES PLAYİNG A ROLE İN THE PROGRESSİON OF GLİAL BRAİN TUMORS

Keywords:

Glioma, gene expression, hub genes, integrated analysis,

PDF

___

Sharma P, Debinski W. Receptor-targeted glial brain tumor therapies. Int J Mol Sci. 2018;19(11):3326. doi:10.3390/ ijms19113326
Ohgaki H, Kleihues P. Epidemiology and etiology of gliomas. Acta Neuropathol. 2005;109(1):93-108. doi:10. 1007/s00401-005-0991-y
Hsu JB-K, Chang T-H, Lee GA, Lee T-Y, Chen C-Y. Identification of potential biomarkers related to glioma survival by gene expression profile analysis. BMC Med Genomics. 2019;11:7. doi:10.1186/s12920-019-0479-6
Nazarenko I, Hede S-M, He X, et al. PDGF and PDGF receptors in glioma. Ups. J. Med. Sci. 2012;117(2):99-112. doi:10.3109/03009734.2012.665097
Olson JJ, Barnett D, Yang J, Assietti R, Cotsonis G, James CD. Gene amplification as a prognostic factor in primary brain tumors. Clin Cancer Res. 1998;4(1):215-222.
Shinojima N, Tada K, Shiraishi S, et al. Prognostic value of epidermal growth factor receptor in patients with glioblastoma multiforme. Cancer Res. 2003;63(20):6962-6970.
Sereika M, Urbanaviciute R, Tamasauskas A, Skiriute D, Vaitkiene P. GFAP expression is influenced by astrocytoma grade and rs2070935 polymorphism. J. Cancer. 2018;9(23):4496-4502. doi:10.7150/jca.26769
Her N-G, Oh J-W, Oh YJ, et al. Potent effect of the MDM2 inhibitor AMG232 on suppression of glioblastoma stem cells. Cell Death Dis. 2018;9(8):792. doi:10.1038/s41419-018-0825-1
Yin W, Tang G, Zhou Q, et al. Expression profile analysis identifies a novel five-gene signature to improve prognosis prediction of glioblastoma. Front. Genet. 2019;10:419. doi:10.3389/fgene.2019.00419
Tang Z, Li C, Kang B, Gao G, Li C, Zhang Z. Gepia: A web server for cancer and normal gene expression profiling and interactive analyses. Nucleic Acids Res. 2017;45(W1):W98-W102. doi:10.1093/nar/gkx247
Pal J, Patil V, Kumar A, Kaur K, Sarkar C, Somasundaram K. Loss-of-function mutations in calcitonin receptor (calcr) identify highly aggressive glioblastoma with poor outcome. Clin Cancer Res. 2018;24(6):1448-1458. doi:10.1158/1078-0432.ccr-17-1901
Guglietta S, Rescigno M. Hypercoagulation and complement: Connected players in tumor development and metastases. Semin. Immunol. 2016;28(6):578-586. doi:10.1016/j.smim.2016.10.011
Shi T, Chen J, Li J, Yang B, Zhang Q. Identification of key gene modules and pathways of human glioma through Coexpression Network. J. Cell. Physiol. 2018;234(2):1862-1870. doi:10.1002/jcp.27059
Hu K, Li J, Wu G, et al. The novel roles of virus infection-associated gene CDKN1A in chemoresistance and immune infiltration of glioblastoma. Aging. 2021;13(5):6662-6680. doi:10.18632/aging.202519
Yang Y, Ren L, Li W, et al. GABAergic signaling as a potential therapeutic target in cancers. Biomed. Pharmacother. 2023;161:114410. doi:10.1016/j.biopha.2023.114410
Vigneri R, Sciacca L, Vigneri P. Rethinking the relationship between insulin and cancer. Trends Endocrinol. Metab. 2020;31(8):551-560. doi:10.1016/j.tem.2020.05.004
Vigneri R, Goldfine ID, Frittitta L. Insulin, insulin receptors, and cancer. J. Endocrinol. Invest. 2016;39(12):1365-1376. doi:10.1007/s40618-016-0508-7
Menziani, M.C., Fanelli, F. and De Benedetti, P.G. (1997) ‘Theoretical investigation of IL-6 multiprotein receptor assembly’, Proteins: Structure, Function, and Genetics, 29(4), pp. 528–548. doi:10.1002/(sici)1097-0134(199712) 29:4<528::aid-prot12>3.0.co;2-o.
Fisher, D.T., Appenheimer, M.M. and Evans, S.S. (2014) ‘The two faces of IL-6 in the tumor microenvironment’, Seminars in Immunology, 26(1), pp. 38–47. doi:10.1016/ j.smim.2014.01.008.
Wang, H. et al. (2009) ‘Targeting interleukin 6 signaling suppresses glioma stem cell survival and tumor growth’, Stem Cells, 27(10), pp. 2393–2404. doi:10.1002/stem.188.
Wang M, Zhang Y, Liu M, et al. Inhibition of STAT3 signaling as critical molecular event in HUC-MSCs suppressed Glioblastoma Cells. J. Cancer. 2023;14(4):611-627. doi:10. 7150/jca.77905
Chen Z, Yuan SJ, Li K, et al. Doxorubicin-polyglycerol-nanodiamond conjugates disrupt STAT3/IL-6-mediated reciprocal activation loop between glioblastoma cells and astrocytes. J. Control. Release. 2020;320:469-483. doi:10. 1016/j.jconrel.2020.01.044
Kim JE, Patel M, Ruzevick J, Jackson CM, Lim M. STAT3 activation in glioblastoma: Biochemical and therapeutic implications. Cancers. 2014;6(1):376-395. doi:10.3390/ cancers6010376
Pudełek M, Król K, Catapano J, Wróbel T, Czyż J, Ryszawy D. Epidermal growth factor (EGF) augments the invasive potential of human glioblastoma multiforme cells via the activation of collaborative EGFR/ROS-dependent signaling. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(10):3605. doi:10.3390/ijms211036 05.
Chen XC, Wei XT, Guan JH, Shu H, Chen D. EGF stimulates glioblastoma metastasis by induction of matrix metalloproteinase-9 in an EGFR-dependent mechanism. Oncotarget. 2017;8(39):65969-65982. doi:10.18632/ oncotarget.19622
Falcão, A.S. et al. Mechanisms of human cytomegalovirus infection with a focus on epidermal growth factor receptor interactions. Rev. Med. Virol, 2017;27:6. doi:10.1002/rmv. 1955.
Zhu X, Hu B, Hu M, Qian D, Wang B. Human cytomegalovirus infection enhances invasiveness and migration of glioblastoma cells by epithelial-to-mesenchymal transition. Int J Clin. Exp. Pathol. 2020;13(10):2637-2647.
Hochhalter CB, Carr, C, O’Neil B, Ware ML, Strong MJ. The association between human cytomegalovirus and Glioblastomas: A Review. Neuroimmunol. Neuroinflammation. 2017;4(6):96. doi:10.20517/2347-86 59.2017.10.
Fiallos E, Judkins J, Matlaf L, et al. Human cytomegalovirus gene expression in long-term infected glioma stem cells. PLoS One. 2014; 9(12):e166178. doi:10.1371/journal. pone.0116178.
Price RL, Chiocca EA. Modeling cytomegalovirus infection in mouse tumor models. Front. Oncol. 2015;5:61. doi:10.3389/fonc.2015.00061.