sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.15372/SSMJ20180613sibmed-88Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL MEDICINEПОИСК НОВЫХ микроРНК-МАРКЕРОВ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГЛИОМ ГОЛОВНОГО МОЗГА РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОСТИSEARCH for NEW microRNA MARKERS FOR DIFFERENTIAL DIAGNOSIS OF different grade CEREBRAL GLIOMASСтупакЕ. В.StupakE. V.stupakphoto@mail.ruТитовС. Е.TitovS. E.titovse78@gmail.comВеряскинаЮ. А.VeryaskinaY. A.fl-31@mail.ruАхмероваЛ. Г.AkhmerovaL. G.ahmerova@mcb.nsc.ruСтупакВ. В.StupakV. V.VStupak@niito.ruРабиновичС. С.RabinovichS. S.noemail@neicon.ruДолженкоД. А.DolzhenkoD. A.hospital@hospital.e4u.ruЖимулёвИ. Ф.ZhimulevI. F.zhimulev@mcb.nsc.ruНовосибирский НИИ травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна Минздрава РоссииРоссияNovosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopedics n.a. Ya.L. Tsivyan; Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopedics n.a. Ya.L. TsivyanRussian FederationИнститут молекулярной и клеточной биологии СО РАН; АО «Вектор-Бест»РоссияInstitute of Molecular and Cell Biology of SB RAS; Vector-BestRussian FederationИнститут молекулярной и клеточной биологии СО РАНРоссияInstitute of Molecular and Cell Biology of SB RASRussian Federation2018200220193868593Copyright © Ступак Е.В., Титов С.Е., Веряскина Ю.А., Ахмерова Л.Г., Ступак В.В., Рабинович С.С., Долженко Д.А., Жимулёв И.Ф., 20192019Ступак Е.В., Титов С.Е., Веряскина Ю.А., Ахмерова Л.Г., Ступак В.В., Рабинович С.С., Долженко Д.А., Жимулёв И.Ф.Stupak E.V., Titov S.E., Veryaskina Y.A., Akhmerova L.G., Stupak V.V., Rabinovich S.S., Dolzhenko D.A., Zhimulev I.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/88

Цель исследования - поиск новых микроРНК-маркеров для дифференциальной диагностики глиом головного мозга различной степени злокачественности. Материал и методы. Операционный материал - опухолевые и внешне неизмененные ткани головного мозга - получены от 43 пациентов с глиомами разной степени анаплазии. У шести оперированных с глиомами головного мозга для определения уровня экспрессии 800 микроРНК использовалась высокопропускная платформа NanoString. У 37 больных с аналогичной патологией выявляли микроРНК-128, 143, 144, 182, 183, 199b, 204, 7, 99a с помощью ПЦР в реальном времени. Результаты и их обсуждение. С помощью технологии NanoString установлено, что уровень экспрессии микроРНК-199b при глиомах III и IV степени статистически значимо выше, чем при глиомах II степени, в то время как уровень экспрессии микроРНК-144 и микроРНК-182 - ниже. Также выявлено достоверное 10-кратное увеличение экспрессии микроРНК-7 при опухолях IV степени по сравнению с опухолями II степени. Полученные четкие различия показателей экспрессии этих четырех микроРНК в данных типах глиом могут являться дополнительными маркерами, позволяющими отличить быстро растущие злокачественные глиомы (III, IV степени) от медленно растущих опухолей (II степени) и своевременно назначить адекватное комплексное лечение.

Purpose of the study - searching of new microRNA markers for differential diagnostics of different grade cerebral gliomas. Material and methods. Surgical material is tumor and externally unchanged brain tissue that was obtained from 41 patients with gliomas of different grade anaplasia. In 6 patients with cerebral glioma, a high-throughput Nanostring platform was used to determine the level of expression of 800 microRNAs. 37 patients with a similar pathology were subjected to real-time PCR, microRNA-128, 143, 144, 182, 183, 199b, 204, 7, 99a. Results and discussion: It has been established with the NanoString technology that the level of expression of miRNA 199b was significantly higher in gliomas of grade III and IV than in gliomas of grade II. In contrast, the expression level of miRNA-144 and miRNA-182 was reduced. There was also a significant 10-fold increase in the level of expression of microRNA-7 in tumors of grade IV in comparison with grade II. These differences in the expression of four microRNAs in these types of gliomas can be additional markers that distinguish rapidly growing malignant gliomas (grade III, IV) from slowly growing tumors (grade II) and timely assign an adequate comprehensive treatment.

глиомы головного мозгамикроРНКглиомы различной степени злокачественностиэкспрессия микроРНКтехнология NanoStringПЦРcerebral gliomamicroRNAdifferent grade gliomasmicroRNA expressionNanoString technologyPCRReferencesЗозуля Ю.А., Васильева И.Г., Главацкий А.Я. Глиомы головного мозга. Киев: ЕксОб, 2007. 636 с.Зозуля Ю.А., Васильева И.Г., Главацкий А.Я. Глиомы головного мозга. Киев: ЕксОб, 2007. 636 с.Олюшин В.Е., Филатов М.В., Улитин А.Ю., Бажанов С.П. Специфическая противоопухолевая иммунотерапия на основе дендритных клеток в комплексном лечении больных злокачественными церебральными глиомами. СПб.: Знакъ, 2012. 212 с.Олюшин В.Е., Филатов М.В., Улитин А.Ю., Бажанов С.П. Специфическая противоопухолевая иммунотерапия на основе дендритных клеток в комплексном лечении больных злокачественными церебральными глиомами. СПб.: Знакъ, 2012. 212 с.Ступак Е.В., Веряскина Ю.А., Титов С.Е., Ахмерова Л.Г., Ступак В.В., Мишинов С.В., Копорушко Н.А., Петрова Ю.В., Пустаханов В.В., Иванов М.К., Жимулёв И.Ф., Колесников Н.Н. Значение профиля миРНК в диагностике злокачественных глиом головного мозга // Рос. нейрохирург. журн. 2016. 8. (2). 54-58.Ступак Е.В., Веряскина Ю.А., Титов С.Е., Ахмерова Л.Г., Ступак В.В., Мишинов С.В., Копорушко Н.А., Петрова Ю.В., Пустаханов В.В., Иванов М.К., Жимулёв И.Ф., Колесников Н.Н. Значение профиля миРНК в диагностике злокачественных глиом головного мозга // Рос. нейрохирург. журн. 2016. 8. (2). 54-58.Andorfer C.A., Necela B.M., Thompson E.A., Perez E.A. MicroRNA signatures: clinical biomarkers for the diagnosis and treatment of breast cancer // Trends Mol Med. 2011. 17. (6). 313-319.Andorfer C.A., Necela B.M., Thompson E.A., Perez E.A. MicroRNA signatures: clinical biomarkers for the diagnosis and treatment of breast cancer // Trends Mol Med. 2011. 17. (6). 313-319.Chen C., Ridzon D.A., Broomer A.J., Zhou Z., Lee D.H., Nguyen J.T., Barbisin M., Xu N.L., Mahuvakar V.R., Andersen M.R., Lao K.Q., Liva K.J., Guegler K.J. Real-time quantification of microRNAs by stem-loop RT-PCR // Nucl. Acids Res. 2005. 20. (33). e179.Chen C., Ridzon D.A., Broomer A.J., Zhou Z., Lee D.H., Nguyen J.T., Barbisin M., Xu N.L., Mahuvakar V.R., Andersen M.R., Lao K.Q., Liva K.J., Guegler K.J. Real-time quantification of microRNAs by stem-loop RT-PCR // Nucl. Acids Res. 2005. 20. (33). e179.Ciafre S.A., Galard S., Mangiola A., Ferracin M., Liu C.G., Sabatino G., Negrini M., Maira G., Croce C.M., Farace M.G. Extensive modulation of a set of microRNAs in primary glioblastoma // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005. 334. 1351-1358.Ciafre S.A., Galard S., Mangiola A., Ferracin M., Liu C.G., Sabatino G., Negrini M., Maira G., Croce C.M., Farace M.G. Extensive modulation of a set of microRNAs in primary glioblastoma // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005. 334. 1351-1358.Conaco C., Otto S., Han J.J., Mandel G. Reciprocal actions of REST and a microRNA promote neuronal identity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. 103. (7). 2422-2427.Conaco C., Otto S., Han J.J., Mandel G. Reciprocal actions of REST and a microRNA promote neuronal identity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. 103. (7). 2422-2427.Conti A., Aguennouz M., la Torre D., Tomasello C., Cardali S., Angileri F.F., Maio F., Cama A., Germanò A., Vita G., Tomasello F. miR-21 and 221 upregulation and miR-181b downregulation in human grade II-IV astrocytic tumors // J. Neurooncol. 2009. 93. (3). 325-332.Conti A., Aguennouz M., la Torre D., Tomasello C., Cardali S., Angileri F.F., Maio F., Cama A., Germanò A., Vita G., Tomasello F. miR-21 and 221 upregulation and miR-181b downregulation in human grade II-IV astrocytic tumors // J. Neurooncol. 2009. 93. (3). 325-332.Cristóbal I., Caramés C., Rincón R., Manso R., Madoz-Gúrpide J., Torrejón B., González-Alonso P., Rojo F., García-Foncillas J. Downregulation of microRNA-199b predicts unfavorable prognosis and emerges as a novel therapeutic target which contributes to PP2A inhibition in metastatic colorectal cancer // Oncotarget. 2017. 8. 40169-40180.Cristóbal I., Caramés C., Rincón R., Manso R., Madoz-Gúrpide J., Torrejón B., González-Alonso P., Rojo F., García-Foncillas J. Downregulation of microRNA-199b predicts unfavorable prognosis and emerges as a novel therapeutic target which contributes to PP2A inhibition in metastatic colorectal cancer // Oncotarget. 2017. 8. 40169-40180.Feng Y.A., Liu T., Wu Y. MicroRNA 182 inhibits the proliferation and migration of glioma cells through the induction of neuritin expression // Oncol. Lett. 2015. 10. (2). 1197-1203.Feng Y.A., Liu T., Wu Y. MicroRNA 182 inhibits the proliferation and migration of glioma cells through the induction of neuritin expression // Oncol. Lett. 2015. 10. (2). 1197-1203.Fu T.G., Wang L., Li W., Li J.Z., Li J. miR-143 inhibits oncogenic traits by degrading NUAK2 in glioblastoma // Int. J. Mol. Med. 2016. 37. (6). 1627-1635.Fu T.G., Wang L., Li W., Li J.Z., Li J. miR-143 inhibits oncogenic traits by degrading NUAK2 in glioblastoma // Int. J. Mol. Med. 2016. 37. (6). 1627-1635.Godlewski J., Nowicki M.O., Bronisz A., Williams S., Otsuki A., Nuovo G., Raychaudhury A., Newton H.B., Chiocca E.A., Lawler S. Targeting of the Bmi-1 oncogene/stem cell renewal factor by microRNA-128 inhibits glioma proliferation and self-renewal // Cancer Res. 2008. 68. 9125-9130.Godlewski J., Nowicki M.O., Bronisz A., Williams S., Otsuki A., Nuovo G., Raychaudhury A., Newton H.B., Chiocca E.A., Lawler S. Targeting of the Bmi-1 oncogene/stem cell renewal factor by microRNA-128 inhibits glioma proliferation and self-renewal // Cancer Res. 2008. 68. 9125-9130.Jiang L., Mao P., Song L., Wu J., Huang J., Lin C., Yuan J., Qu L., Cheng S.Y., Li J. miR-182 as a prognostic marker for glioma progression and patient survival // Am. J. Pathol. 2010. 177. (1). 29-38.Jiang L., Mao P., Song L., Wu J., Huang J., Lin C., Yuan J., Qu L., Cheng S.Y., Li J. miR-182 as a prognostic marker for glioma progression and patient survival // Am. J. Pathol. 2010. 177. (1). 29-38.Krutovskikh V.A., Herceg Z. Oncogenic microRNAs (OnkomiRs) as a new class of cancer biomarkers // Bioessays. 2010. 32. (10). 894-904.Krutovskikh V.A., Herceg Z. Oncogenic microRNAs (OnkomiRs) as a new class of cancer biomarkers // Bioessays. 2010. 32. (10). 894-904.Kulkarni M.M. Digital multiplexed gene expression analysis using the NanoString nCounter system // Curr. Protoc. Mol. Biol. 2011. 25. 25B.10.Kulkarni M.M. Digital multiplexed gene expression analysis using the NanoString nCounter system // Curr. Protoc. Mol. Biol. 2011. 25. 25B.10.Law M., Young R.J., Babb J.S., Peccerelli N., Chheang S., Gruber M.L., Miller D.C., Golfinos J.G., Zagzag D., Johnson G. Gliomas: predicting time to progression or survival with cerebral blood volume measurements at dynamic susceptibility-weighted contrast-enhanced perfusion MR imaging // Radiology. 2008. 247. 490-498.Law M., Young R.J., Babb J.S., Peccerelli N., Chheang S., Gruber M.L., Miller D.C., Golfinos J.G., Zagzag D., Johnson G. Gliomas: predicting time to progression or survival with cerebral blood volume measurements at dynamic susceptibility-weighted contrast-enhanced perfusion MR imaging // Radiology. 2008. 247. 490-498.Liu Z., Liu J., Segura M.F., Shao C., Lee P., Gong Y., Hernando E., Wei J.J. MiR-182 overexpression in tumorigenesis of high-grade serous ovarian carcinoma // J. Pathol. 2012. 228. (2). 204-215.Liu Z., Liu J., Segura M.F., Shao C., Lee P., Gong Y., Hernando E., Wei J.J. MiR-182 overexpression in tumorigenesis of high-grade serous ovarian carcinoma // J. Pathol. 2012. 228. (2). 204-215.Louis D.N., Ohgaki H., Wiestler O.D., Cavenee W.K., Burger P.C., Jouvet A., Scheithauer B.W., Kleihues P. The 2007 WHO classification of tumours of the central nervous system // Acta Neuropathol. 2007. 114. (2). 97-109.Louis D.N., Ohgaki H., Wiestler O.D., Cavenee W.K., Burger P.C., Jouvet A., Scheithauer B.W., Kleihues P. The 2007 WHO classification of tumours of the central nervous system // Acta Neuropathol. 2007. 114. (2). 97-109.Mittler M.A., Walters B.C., Stopa E.G. Observer reliability in histological grading of astrocytoma stereotactic biopsies // J. Neurosurg. 1996. 85. (6). 1091-1094.Mittler M.A., Walters B.C., Stopa E.G. Observer reliability in histological grading of astrocytoma stereotactic biopsies // J. Neurosurg. 1996. 85. (6). 1091-1094.Qu Y., Li W.C., Hellem M.R., Rostad K., Popa M., McCormack E., Oyan A.M., Kalland K.H., Ke X.S. MiR-182 and miR-203 induce mesenchymal to epithelial transition and self-suciency of growth signals via repressing SNAI2 in prostate cells // Int. J. Cancer. 2013. 133. (3). 544-555.Qu Y., Li W.C., Hellem M.R., Rostad K., Popa M., McCormack E., Oyan A.M., Kalland K.H., Ke X.S. MiR-182 and miR-203 induce mesenchymal to epithelial transition and self-suciency of growth signals via repressing SNAI2 in prostate cells // Int. J. Cancer. 2013. 133. (3). 544-555.Sasahira T., Kurihara M., Bhawal U.K., Ueda N., Shimomoto T., Yamamoto K., Kirita T., Kuniyasu H. Downregulation of miR-126 induces angiogenesis and lymphangiogenesis by activation of VEGF-A in oral cancer // Br. J. Cancer. 2012. 107. (4). 700-706.Sasahira T., Kurihara M., Bhawal U.K., Ueda N., Shimomoto T., Yamamoto K., Kirita T., Kuniyasu H. Downregulation of miR-126 induces angiogenesis and lymphangiogenesis by activation of VEGF-A in oral cancer // Br. J. Cancer. 2012. 107. (4). 700-706.Segura M.F., Hanniford D., Menendez S., Reavie L., Zou X., Alvarez-Diaz S., Zakrzewski J., Blochin E., Rose A., Bogunovic D., Polsky D., Wei J., Lee P., Belitskaya-Levy I., Bhardwaj N., Osman I., Hernando E. Aberrant miR-182 expression promotes melanoma metastasis by repressing FOXO3 and microphthalmia-associated transcription factor // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. 106. (6). 1814-1819.Segura M.F., Hanniford D., Menendez S., Reavie L., Zou X., Alvarez-Diaz S., Zakrzewski J., Blochin E., Rose A., Bogunovic D., Polsky D., Wei J., Lee P., Belitskaya-Levy I., Bhardwaj N., Osman I., Hernando E. Aberrant miR-182 expression promotes melanoma metastasis by repressing FOXO3 and microphthalmia-associated transcription factor // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. 106. (6). 1814-1819.Shi L., Cheng Z., Zhang J., Li R., Zhao P., Fu Z., You Y. hsa-mir-181a and hsa-mir-181b function as tumor suppressors in human glioma cells // Brain Res. 2008. 1236. 185-193.Shi L., Cheng Z., Zhang J., Li R., Zhao P., Fu Z., You Y. hsa-mir-181a and hsa-mir-181b function as tumor suppressors in human glioma cells // Brain Res. 2008. 1236. 185-193.Silber J., Lim D.A., Petritsch C., Persson A.I., Maunakea A.K., Yu M., Vandenberg S.R., Ginzinger D.G., James C.D., Costello J.F., Bergers G., Weiss W.A., Alvarez-Buylla A., Hodgson J.G. miR-124 and miR-137 inhibit proliferation of glioblastoma multiforme cells and induce differentiation of brain tumor stem cells // BMC Med. 2008. 6. 14.Silber J., Lim D.A., Petritsch C., Persson A.I., Maunakea A.K., Yu M., Vandenberg S.R., Ginzinger D.G., James C.D., Costello J.F., Bergers G., Weiss W.A., Alvarez-Buylla A., Hodgson J.G. miR-124 and miR-137 inhibit proliferation of glioblastoma multiforme cells and induce differentiation of brain tumor stem cells // BMC Med. 2008. 6. 14.Stupak E.V., Veryaskina Yu.A., Titov S.E., Achmerova L.G., Stupak V.V., Dolzhenko D.A., Rabinovich S.S., Zhimulev I.F., Kolesnikov N.N. Studying the MicroRNA role as a survival predictor and revealing its part in malignancy level determination in patients with supratentorialgliomas of brain // AIP Conf. Proc. 2017. 1882. 020073.Stupak E.V., Veryaskina Yu.A., Titov S.E., Achmerova L.G., Stupak V.V., Dolzhenko D.A., Rabinovich S.S., Zhimulev I.F., Kolesnikov N.N. Studying the MicroRNA role as a survival predictor and revealing its part in malignancy level determination in patients with supratentorialgliomas of brain // AIP Conf. Proc. 2017. 1882. 020073.Visani M., de Biase D., Marucci G., Taccioli C., Baruzzi A. Pession Definition of miRNAs expression profile in glioblastoma samples: the relevance of non-neoplastic brain reference // PLoS One. 2013. 8. (1). e55314.Visani M., de Biase D., Marucci G., Taccioli C., Baruzzi A. Pession Definition of miRNAs expression profile in glioblastoma samples: the relevance of non-neoplastic brain reference // PLoS One. 2013. 8. (1). e55314.Wang L., Shi Z.M., Jiang C.F., Liu X., Chen Q.D., Qian X., Li D.M., Ge X., Wang X.F., Liu L.Z., You Y.P., Liu N., Jiang B.H. MiR-143 acts as a tumor suppressor by targeting N-RAS and enhances temozolomide-induced apoptosis in glioma // Oncotarget. 2014. 5. 5416-5427.Wang L., Shi Z.M., Jiang C.F., Liu X., Chen Q.D., Qian X., Li D.M., Ge X., Wang X.F., Liu L.Z., You Y.P., Liu N., Jiang B.H. MiR-143 acts as a tumor suppressor by targeting N-RAS and enhances temozolomide-induced apoptosis in glioma // Oncotarget. 2014. 5. 5416-5427.Xu X., Lu Z., Qiang W., Vidimar V., Kong B., Kim J.J., Wei J.J. Inactivation of AKT induces cellular senescence in uterine leiomyoma // Endocrinology. 2014. 155. (4). 1510-1519.Xu X., Lu Z., Qiang W., Vidimar V., Kong B., Kim J.J., Wei J.J. Inactivation of AKT induces cellular senescence in uterine leiomyoma // Endocrinology. 2014. 155. (4). 1510-1519.Ye Z., Zhang Z., Wu L., Liu C., Chen Q., Liu J., Wang X., Zhuang Z., Li W., Xu S., Hang C. Upregulation of miR-183 expression and its clinical significance in human brain glioma // Neurol. Sci. 2016. 37. (8). 1341-1347.Ye Z., Zhang Z., Wu L., Liu C., Chen Q., Liu J., Wang X., Zhuang Z., Li W., Xu S., Hang C. Upregulation of miR-183 expression and its clinical significance in human brain glioma // Neurol. Sci. 2016. 37. (8). 1341-1347.Zhang Y., Chao Т., Li R., Liu W., Chen Y., Yan X., Gong Y., Yin B., Liu W., Qiang B., Zhao J., Yuan J., Peng X. MicroRNA-128 inhibits glioma cells proliferation by targeting transcription factor E2F3a // J. Mol. Med. (Berl). 2009. 87. (1). 43-51.Zhang Y., Chao Т., Li R., Liu W., Chen Y., Yan X., Gong Y., Yin B., Liu W., Qiang B., Zhao J., Yuan J., Peng X. MicroRNA-128 inhibits glioma cells proliferation by targeting transcription factor E2F3a // J. Mol. Med. (Berl). 2009. 87. (1). 43-51.

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