Обновление исследования от команды MCM (январь 2025 г.)
Мы продолжаем изучать молекулярные сигнатуры, связанные с раком легких, с текущим фокусом на GCM1, факторе транскрипции, участвующем в развитии плаценты и потенциально значимом в биологии рака легких.
Ген GCM1 кодирует белок с мотивом gcm, играющий центральную роль в связывании ДНК и регуляции генов, специфичных для плаценты. Хотя его основная функция связана с биологией плаценты, появляющиеся данные свидетельствуют о том, что мутации GCM1 связаны с различными видами рака, включая аденокарциному легких (ADC).
Проект: Картирование маркеров рака
Опубликовано: 21 января 2025 г.
Проект картирования маркеров рака легких (MCM) направлен на выявление наборов генов (сигнатур), которые могут отличать рак легких от здоровых людей. По состоянию на 15 января 2025 г. добровольцы пожертвовали более 962 тысяч лет работы и 2,5 миллиарда результатов. Это составляет в среднем более 235 лет времени выполнения в день. Большое спасибо за вашу постоянную поддержку.
Анализ данных WCG из проекта MCM выявил 26 генов с наивысшей оценкой по сигнатурам при раке легких. Мы уже представили данные для VAMP1, FARP1, GSDMB, ADH6, IL13RA1, PCSK5, TLE3, HSD17B11, KLF5 и ASTN2. Теперь мы обсудим GCM1.
Транскрипционный фактор: белок, который связывается с определенными последовательностями ДНК для регулирования экспрессии генов.
Плацентарный фактор роста (PGF): белок, критически важный для развития плаценты и ангиогенеза.
Клетки трофобласта: клетки, образующие внешний слой бластоцисты, которая позже развивается в часть плаценты.
GCM1 (Glial Cells Missing Transcription Factor 1) экспрессируется преимущественно в плаценте, но также проявляет активность при некоторых видах рака, таких как аденокарцинома легких (ADC).
Этот фактор транскрипции регулирует плацентарный фактор роста (PGF) и влияет на дифференциацию клеток трофобласта по нескольким путям. Исследования показывают, что биологические процессы, управляемые GCM1 в развитии, такие как клеточная инвазия и дифференциация, могут иметь параллели в прогрессировании рака.
Как показано на рисунке 1, GCM1 гораздо больше экспрессируется на ранних стадиях развития в различных органах, включая легкие (PMID: 26076956).
Рисунок 1. Тканеспецифическая экспрессия GCM1 на стадиях развития плода человека.
Аберрантная экспрессия GCM1 в легких взрослого человека связана с плохой выживаемостью при ADC легких (рисунок 2A), однако она является защитной при плоскоклеточной карциноме легких (SQC) (см. рисунок 2B).
Рисунок 2. Сверхэкспрессия GCM1 в ADC легких приводит к плохому прогнозу (A), тогда как в SQC легких она демонстрирует защитный эффект (B). Данные получены с помощью KM Plotter.
GCM1 обогащен раком яичек (рис. 3), что приводит к плохому прогнозу (рис. 4).
Рисунок 3. Концентрация белка в Г/см1 особенно высока при раке яичек (Human Protein Atlas).
Рисунок 4. При раке яичек в целом наблюдается хорошая выживаемость, но у пациентов с высокой экспрессией GCM1 выживаемость при опухоли половых клеток яичек значительно ниже (ОР=6,3).
Аналогичный негативный прогноз при высокой экспрессии GCM1 имеет карцинома SQC шейки матки (рис. 5A), почечно-клеточный рак почки (рис. 5B), гепатоцеллюлярная карцинома печени (рис. 5C), АДК протоков поджелудочной железы (рис. 5D), АДК прямой кишки (рис. 5E). Мутации CCM1 в ADC желудка приводят к неблагоприятному прогнозу (рис. 5F) и демонстрируют отрицательную тенденцию к выживаемости при карциноме SCC шейки матки (рис. 5G).
Рисунок 5. Неблагоприятный прогноз при раке с высокой экспрессией GCM1: карцинома SQC шейки матки (A), почечно-клеточный рак почки (B), гепатоцеллюлярная карцинома печени (C), АДК протоков поджелудочной железы (D), АДК прямой кишки (E). Мутации GCM1 в ADC желудка приводят к неблагоприятному прогнозу (F) и демонстрируют отрицательную тенденцию к выживаемости при карциноме SQC шейки матки (G).
С другой стороны, высокая экспрессия GCM1 играет важную защитную роль при раке яичников (рис. 6A), раке мочевого пузыря (рис. 6B), карциноме головы и шеи (рис. 6C), папиллярно-клеточном раке почек (рис. 6D), феохромоцитоме и параганглиоме (рис. 6E), тиоме (рис. 6F) и рак щитовидной железы (рис. 6G). Мутации в гене GCM1 приводят к хорошему прогнозу при раке мочевого пузыря (рис. 6H).
Рисунок 6. Хороший прогноз при раке с высокой экспрессией GCM1: рак яичников (A), рак мочевого пузыря (B), карцинома головы и шеи (C), папиллярно-клеточный рак почек (D), феохромоцитома и параганглиома (E), тимома (F) и рак щитовидной железы (G). Мутации в гене GCM1 указывают на благоприятный прогноз при раке мочевого пузыря (не показан) и карциноме тела матки (I).
Связь между развитием и раком
Роль GCM1 в биологии плаценты связана с ключевыми процессами, связанными с раком, такими как ангиогенез и клеточная инвазия. Развитие и рак имеют общие пути, которые включают регуляцию роста, дифференцировку и миграцию — все процессы, на которые влияет GCM1.
Например, инвазия трофобласта во время развития плаценты параллельна инвазии опухолевых клеток во время метастазирования.
Исследования показывают, что мутации в гене GCM1 влияют на функцию митохондрий, метилирование ДНК и дифференцировку трофобластов. Кроме того, его роль в развитии нераковых заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и рак носоглотки, еще раз подчеркивает универсальность гена в регуляции клеточных процессов.
Проект MCM продолжит предоставлять обновленную информацию по остальным генам, которые имеют наибольшую вероятность развития рака легких. Хотя на данном этапе мы не проводим экспериментальных исследований по этим генам, полученные результаты служат основой для будущих исследований, направленных на изучение их потенциала в качестве биомаркеров или терапевтических мишеней.
Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, не стесняйтесь обсуждать их здесь.
Спасибо за поддержку нашего исследования!
