nogrЭкспериментальная и клиническая гастроэнтерологияExperimental and Clinical Gastroenterology1682-8658«Global Media Technologies»10.31146/1682-8658-ecg-227-7-68-74nogr-2783Research ArticleОНКОЛОГИЯONCOLOGYРезультаты экспрессионного микрочипового анализа опухолевой ткани пациентов с колоректальным ракомResults of expression microarray analysis of tumor tissue from patients with colorectal cancerhttps://orcid.org/0000-0003-4926-6646КуликовЕ. П.KulikovE. P.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8804-3034МерцаловС. А.MertsalovS. A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9283-902XСтрельниковВ. В.Strel’NikovV. V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9215-4581КалинкинА. И.KalinkinA. I.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0009-0002-7223-6058ШумскаяЕ. И.ShumskayaE. I.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3238-3192ПискуновР. О.PiskunovR. O.feodal123@yandex.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова Минздрава РоссииРоссияRyazan State Medical UniversityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Медико-генетический научный центр имени академика Н. П. Бочкова»РоссияScientific institution Medical Genetic Research Center named after Academican N. P. BochkovRussian Federation202422102024076874Copyright © Куликов Е.П., Мерцалов С.А., Стрельников В.В., Калинкин А.И., Шумская Е.И., Пискунов Р.О., 20242024Куликов Е.П., Мерцалов С.А., Стрельников В.В., Калинкин А.И., Шумская Е.И., Пискунов Р.О.Kulikov E.P., Mertsalov S.A., Strel’Nikov V.V., Kalinkin A.I., Shumskaya E.I., Piskunov R.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nogr.org/jour/article/view/2783

Цель исследования - оценка экспрессионого профиля и поиск маркеров прогрессирования в опухолевой ткани при колоректальном раке. Материалы и методы - Материалом для исследования послужили образцы опухолевой ткани, полученные в результате видеоколоноскопии у пациентов с верифицированным раком толстого кишечника. Всего в исследовании были задействованы 37 образцов. Из них - 14 образцов с «хорошим» прогнозом и 23 с «плохим» прогнозом. Качество и количество рибонуклеиновой кислоты в элюированном растворе оценивались с помощью наноспектрофотометра IMPLEN (Германия). Для оценки экспрессии генов использовался набор микрочипов SurePrint G3 HumanGeneExpv3 ArrayKit (Agilent, США). Сканирование микрочипов производилось на аппарате InnoScan 1100 AL (США) с последующей обработкой изображения на программном обеспечении Mapix Software (США). Для процедуры поиска дифференциально экспрессируемых генов использовали метод Moderated t-statistics, который реализован в пакете limma Результаты - На основе диаграммы размаха были выбраны наиболее различающиеся гены в образцах с прогрессированием и без. Были отобраны следующие маркеры: Marker9 (GZMB), Marker5 (CXCL11), Marker3 (SYNE4), Marker20 (MIR4432HG), Marker19 (ZDHHC11), Marker11 (COL17A1), Marker13 (ZDHHC11B), Marker17 (AGR3). Низкоэкспрессирующие гены в основном затрагивали пути репликации ДНК и клеточного цикла, тогда как высокоэкспрессируемые гены - метаболические пути. Заключение - Была обнаружена связь отдалённых результатов с экспрессией комбинации генов ZDHHC11, MIR4432HG, GZMB. Дальнейшее изучение данной комбинации генов и увеличение выборки позволит построить тест-систему для прогнозирования течения и ответа на лечение пациентов с колоректальным раком

The aim of the study was to evaluate the expression profile and search for markers of progression in tumor tissue in colorectal cancer. Materials and Methods - Tumor tissue samples obtained from videocolonoscopy in patients with verified colorectal cancer served as the material for the study. A total of 37 specimens were involved in the study. Of these, there were 14 samples with a “favorable” prognosis and 23 with an “unfavorable” prognosis. The quality and quantity of ribonucleic acid in the eluted solution were evaluated using an IMPLEN nanospectrophotometer (Germany). A SurePrint G3 HumanGeneExpv3 ArrayKit microarray kit (Agilent, USA) was used to assess gene expression. Microarrays were scanned on an InnoScan 1100 AL (USA) with subsequent image processing using Mapix Software (USA). For the procedure of searching for differentially expressed genes, we used the Moderated t-statistics method, which is implemented in the limma package. Results - Based on the scatter plot, the most divergent genes in samples with and without progression were selected. The following markers were selected: Marker9 (GZMB), Marker5 (CXCL11), Marker3 (SYNE4), Marker20 (MIR4432HG), Marker19 (ZDHHC11), Marker11 (COL17A1), Marker13 (ZDHHC11B), Marker17 (AGR3). Low-expressing genes mainly affected DNA replication and cell cycle pathways, whereas high-expressing genes affected metabolic pathways. Conclusions - We found an association of long-term outcomes with the expression of the gene combination ZDHHC11, MIR4432HG, and GZMB. Further study of this gene combination and increased sampling will allow the construction of a test system for predicting the course and response to treatment of patients with colorectal cancer.

колоректальный рактехнология микрочиповэкспрессионные микрочипыиндивидуальный подходcolorectal cancermicroarray technologyexpression microarrayspersonalized approachReferencesKaprin A.D., Starinsky V. V., Shakhzadova A. O. [The state of oncological care for the population of Russia in 2022]. Moscow. P. A. Herzen Moscow Oncology Research Institute - branch of the Federal State Budgetary Institution «NMITs of Radiology» of the Ministry of Health of the Russian Federation, 2022. - ill. - 239 p. (in Russ.)@@ Под ред. А. Д. Каприна, В. В. Старинского, А. О. Шахзадовой Состояние онкологической помощи населению России в 2022 году. - М.: МНИОИ им. П. А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2022. - илл. - 239 сKaprin A.D., Starinsky V. V., Shakhzadova A. O. [The state of oncological care for the population of Russia in 2022]. Moscow. P. A. Herzen Moscow Oncology Research Institute - branch of the Federal State Budgetary Institution «NMITs of Radiology» of the Ministry of Health of the Russian Federation, 2022. - ill. - 239 p. (in Russ.)@@ Под ред. А. Д. Каприна, В. В. Старинского, А. О. Шахзадовой Состояние онкологической помощи населению России в 2022 году. - М.: МНИОИ им. П. А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2022. - илл. - 239 сWang C.T., Zhou J. L., Lin G. L. et al. [Advances in three-dimensional tumor models for colorectal cancer]. Zhonghua Zhong Liu Za Zhi. 2023 Jun 23;45(6):464-470. Chinese. doi: 10.3760/cma.j.cn112152-20220928-00661.Wang C.T., Zhou J. L., Lin G. L. et al. [Advances in three-dimensional tumor models for colorectal cancer]. Zhonghua Zhong Liu Za Zhi. 2023 Jun 23;45(6):464-470. Chinese. doi: 10.3760/cma.j.cn112152-20220928-00661.Uejima C., Saito H., Tada Y. et al. The Combination of Prognostic Nutritional Indicator and Serum Carcinoembryonic Antigen is Useful in Predicting Postoperative Recurrence in Stage II Colorectal Cancer. Yonago Acta Med. 2021 May 20;64(2):176-183. doi: 10.33160/yam.2021.05.009.Uejima C., Saito H., Tada Y. et al. The Combination of Prognostic Nutritional Indicator and Serum Carcinoembryonic Antigen is Useful in Predicting Postoperative Recurrence in Stage II Colorectal Cancer. Yonago Acta Med. 2021 May 20;64(2):176-183. doi: 10.33160/yam.2021.05.009.Zhou Y.Y., Li N., Lu B. et al. [Value of fecal immunochemical test in colorectal cancer screening]. Zhonghua Zhong Liu Za Zhi. 2023 Nov 23;45(11):911-918. Chinese. doi: 10.3760/cma.j.cn112152-20230418-00176.Zhou Y.Y., Li N., Lu B. et al. [Value of fecal immunochemical test in colorectal cancer screening]. Zhonghua Zhong Liu Za Zhi. 2023 Nov 23;45(11):911-918. Chinese. doi: 10.3760/cma.j.cn112152-20230418-00176.Lyalyukova E.A., Amanatidis L. A., Konovalova G. M., Ovsyannikova S. Yu. Сolorectal cancer screening: how the problem is solved in Russia and the world. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2022;(9):183-189. (In Russ.) doi: 10.31146/1682-8658-ecg-205-9-183-189.@@ Лялюкова Е. А., Аманатидис Л. А., Коновалова Г. М., Овсянникова С. Ю. Скрининг колоректального рака: как решается проблема в России и мире. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2022;(9):183-189. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-205-9-183-189.Lyalyukova E.A., Amanatidis L. A., Konovalova G. M., Ovsyannikova S. Yu. Сolorectal cancer screening: how the problem is solved in Russia and the world. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2022;(9):183-189. (In Russ.) doi: 10.31146/1682-8658-ecg-205-9-183-189.@@ Лялюкова Е. А., Аманатидис Л. А., Коновалова Г. М., Овсянникова С. Ю. Скрининг колоректального рака: как решается проблема в России и мире. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2022;(9):183-189. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-205-9-183-189.Fedyanin M. Yu., Mamedli Z. Z., Gordeev S. S. et al. Malignant neoplasm of the colon. Clinical recommendations of the Ministry of Health of the Russian Federation. 2022. (in Russ.)@@ Федянин М. Ю., Мамедли З. З., Гордеев С. С. и др. Злокачественное новообразование ободочной кишки. Клинические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2022.Fedyanin M. Yu., Mamedli Z. Z., Gordeev S. S. et al. Malignant neoplasm of the colon. Clinical recommendations of the Ministry of Health of the Russian Federation. 2022. (in Russ.)@@ Федянин М. Ю., Мамедли З. З., Гордеев С. С. и др. Злокачественное новообразование ободочной кишки. Клинические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2022.Mamedli Z.Z., Gordeev S. S., Fedyanin M. Yu. et al. Rectal cancer. Clinical guidelines of the Ministry of Health of the Russian Federation. 2022. (in Russ.)@@ Мамедли З. З., Гордеев С. С., Федянин М. Ю. и др. Рак прямой кишки. Клинические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2022.Mamedli Z.Z., Gordeev S. S., Fedyanin M. Yu. et al. Rectal cancer. Clinical guidelines of the Ministry of Health of the Russian Federation. 2022. (in Russ.)@@ Мамедли З. З., Гордеев С. С., Федянин М. Ю. и др. Рак прямой кишки. Клинические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2022.Kulikov E. P., Sudakov A. I., Nikiforov A. A., Mertsalov S. A., Grigorenko V. A. Significance of gene polymorphysm in development of colorectal cancer. I. P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2020;28(2):127-134. (in Russ.) doi: 10.23888/PAVLOVJ2020282127-134.@@ Куликов Е. П., Судаков А. И., Никифоров А. А., и др. Значение полиморфизма генов в развитии колоректального рака. Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. 2020;28(2):127-134. doi: 10.23888/PAVLOVJ2020282127-134.Kulikov E. P., Sudakov A. I., Nikiforov A. A., Mertsalov S. A., Grigorenko V. A. Significance of gene polymorphysm in development of colorectal cancer. I. P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2020;28(2):127-134. (in Russ.) doi: 10.23888/PAVLOVJ2020282127-134.@@ Куликов Е. П., Судаков А. И., Никифоров А. А., и др. Значение полиморфизма генов в развитии колоректального рака. Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. 2020;28(2):127-134. doi: 10.23888/PAVLOVJ2020282127-134.Mäki-Nevala S., Ukwattage S., Olkinuora A. et al. Somatic mutation profiles as molecular classifiers of ulcerative colitis-associated colorectal cancer.Int J Cancer. 2021 Jun 15;148(12):2997-3007. doi: 10.1002/ijc.33492.Mäki-Nevala S., Ukwattage S., Olkinuora A. et al. Somatic mutation profiles as molecular classifiers of ulcerative colitis-associated colorectal cancer.Int J Cancer. 2021 Jun 15;148(12):2997-3007. doi: 10.1002/ijc.33492.Fischer J., Walker L. C., Robinson B. A., Frizelle F. A., Church J. M., Eglinton T. W. Clinical implications of the genetics of sporadic colorectal cancer. ANZ J Surg. 2019 Oct;89(10):1224-1229. doi: 10.1111/ans.15074.Fischer J., Walker L. C., Robinson B. A., Frizelle F. A., Church J. M., Eglinton T. W. Clinical implications of the genetics of sporadic colorectal cancer. ANZ J Surg. 2019 Oct;89(10):1224-1229. doi: 10.1111/ans.15074.Kulikov E. P., Mertsalov S. A., Shumskaya E. I., Piskunov R. O. Expression microarrays: possibilities of application in clinical oncology. Science of the young (Eruditio Juvenium). 2023;11(2):229-240. doi: HMJ2023112229-240.@@ Куликов Е. П., Мерцалов С. А., Шумская Е. И., Пискунов Р. О. Экспрессионные микрочипы: возможности применения в клинической онкологии. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2023;11(2):229-240. doi: HMJ2023112229-240.Kulikov E. P., Mertsalov S. A., Shumskaya E. I., Piskunov R. O. Expression microarrays: possibilities of application in clinical oncology. Science of the young (Eruditio Juvenium). 2023;11(2):229-240. doi: HMJ2023112229-240.@@ Куликов Е. П., Мерцалов С. А., Шумская Е. И., Пискунов Р. О. Экспрессионные микрочипы: возможности применения в клинической онкологии. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2023;11(2):229-240. doi: HMJ2023112229-240.Dzikiewicz-Krawczyk A., Kok K., Slezak-Prochazka I. et al. ZDHHC11 and ZDHHC11B are critical novel components of the oncogenic MYC-miR-150-MYB network in Burkitt lymphoma. Leukemia. 2017 Jun;31(6):1470-1473. doi: 10.1038/leu.2017.94.Dzikiewicz-Krawczyk A., Kok K., Slezak-Prochazka I. et al. ZDHHC11 and ZDHHC11B are critical novel components of the oncogenic MYC-miR-150-MYB network in Burkitt lymphoma. Leukemia. 2017 Jun;31(6):1470-1473. doi: 10.1038/leu.2017.94.Tang F., Yang C., Li F. P., Yu D. H., Pan Z. Y., Wang Z. F., Li Z. Q. Palmitoyl transferases act as potential regulators of tumor-infiltrating immune cells and glioma progression. Mol Ther Nucleic Acids. 2022 May 4;28:716-731. doi: 10.1016/j.omtn.2022.04.030.Tang F., Yang C., Li F. P., Yu D. H., Pan Z. Y., Wang Z. F., Li Z. Q. Palmitoyl transferases act as potential regulators of tumor-infiltrating immune cells and glioma progression. Mol Ther Nucleic Acids. 2022 May 4;28:716-731. doi: 10.1016/j.omtn.2022.04.030.Dzikiewicz-Krawczyk A., Kok K., Slezak-Prochazka I. et al. ZDHHC11 and ZDHHC11B are critical novel components of the oncogenic MYC-miR-150-MYB network in Burkitt lymphoma. Leukemia. 2017 Jun;31(6):1470-1473. doi: 10.1038/leu.2017.94.Dzikiewicz-Krawczyk A., Kok K., Slezak-Prochazka I. et al. ZDHHC11 and ZDHHC11B are critical novel components of the oncogenic MYC-miR-150-MYB network in Burkitt lymphoma. Leukemia. 2017 Jun;31(6):1470-1473. doi: 10.1038/leu.2017.94.Murakami Y., Konishi H., Fujiya M. et al. Testis-specific hnRNP is expressed in colorectal cancer cells and accelerates cell growth mediating ZDHHC11 mRNA stabilization. Cancer Med. 2022 Oct;11(19):3643-3656. doi: 10.1002/cam4.4738.Murakami Y., Konishi H., Fujiya M. et al. Testis-specific hnRNP is expressed in colorectal cancer cells and accelerates cell growth mediating ZDHHC11 mRNA stabilization. Cancer Med. 2022 Oct;11(19):3643-3656. doi: 10.1002/cam4.4738.Trapani J. A. Granzymes: a family of lymphocyte granule serine proteases. Genome Biol. 2001;2(12): REVIEWS3014. doi: 10.1186/gb-2001-2-12-reviews3014.Trapani J. A. Granzymes: a family of lymphocyte granule serine proteases. Genome Biol. 2001;2(12): REVIEWS3014. doi: 10.1186/gb-2001-2-12-reviews3014.Pączek Sara Marta Łukaszewicz-Zając, Barbara Mroczko. «Granzymes - Their Role in Colorectal Cancer».International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(9): 5277. doi: 10.3390/ijms23095277.Pączek Sara Marta Łukaszewicz-Zając, Barbara Mroczko. «Granzymes - Their Role in Colorectal Cancer».International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(9): 5277. doi: 10.3390/ijms23095277.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.