Ukr.Biochem.J. 2019; Том 91, № 6, листопад-грудень, c. 15-26

doi: https://doi.org/10.15407/ubj91.06.015

Аналіз експресії генів кіназ родини Aurora вказує на їхню різну роль в розвитку раку передміхурової залози

О. С. Маньковська1, Г. В. Геращенко1, Є. Е. Розенберг1, Е. О. Стаховський2, О. А. Кононенко2, Ю. Н. Бондаренко3, В. І. Кашуба1,4

1Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Київ;
2Націнальний інститут раку, Міністерство охорони здоров’я України, Київ;
3ДУ «Інститут урології НАМН України», Київ;
4Відділ мікробіології, онкології та клітинної біології, Каролінський інститут, Стокгольм, Швеція;
e-mail: mankovsska@gmail.com

Отримано: 28 травня 2019; Затверджено: 18 жовтня 2019

Кінази Aurora A і B відіграють важливу роль у регуляції мітозу, тоді як Aurora C контро­лює мейотичний поділ. Ці протеїни проявляли суперечливу поведінку за розвитку епітеліальних пухлин. Нашою метою було дослідити, чи існують відмінності в експресії генів кіназ родини Aurora в злоякісних та незлоякісних пухлинах та непухлинних тканинах; порівняти їх експресію з клінічними характеристиками пацієнтів та експресією інших генів, пов’язаних із раком передміхурової залози. Кількісну RT-PCR було використано для визначення експресії генів Aurora A-C у 33 аденокарциномах передміхурової залози (Т), в парних умовно нормальних тканинах (N) та 17 аденом (A). Значення відносної експресії (ВЕ) для досліджуваних генів оцінювали за допомогою 2-ΔCt та 2-ΔΔCt методу. Для статистичного аналізу було використано тест Крускала–Уолліса з корекцією на множинні порівняння згідно з процедурою Бенджаміна–Хохберга з FDR = 0,2, post hoc тест Данна–Бонферроні та аналіз кореляцій за Спірманом. Як виявилося, значення RE для AURKA були значно нижчими в зразках групи T порівняно з групою A. Крім того, виявлено значне зростання рівнів експресії AURKC для T3-4 стадії порівняно з T1-2 стадією­. Значення ВЕ AURKC у Т-групі корелювали зі стадією пухлини, тоді як ВЕ AURKB демонструвала негативну кореляцію зі стадією пухлини. Також виявлено значну кореляцію між рівнями експресії генів AURK та генами, пов’язаними з раком передміхурової залози, в групі аденокарцином. Зроблено припущення, що одержані дані вказують на ймовірне залучення генів кіназ родини Aurora в канцерогенез передміхурової залози.

Ключові слова: , , , ,


Посилання:

  1. Tolkach Y, Kristiansen G. The Heterogeneity of Prostate Cancer: A Practical Approach. Pathobiology. 2018;85(1-2):108-116. PubMed, CrossRef
  2. Cancer Genome Atlas Research Network. The Molecular Taxonomy of Primary Prostate Cancer. Cell. 2015 Nov 5;163(4):1011-25. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Jaratlerdsiri W, Chan EKF, Petersen DC, Yang C, Croucher PI, Bornman MSR, Sheth P, Hayes VM. Next generation mapping reveals novel large genomic rearrangements in prostate cancer. Oncotarget. 2017 Apr 4;8(14):23588-23602. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Do TV, Hirst J, Hyter S, Roby KF, Godwin AK. Aurora A kinase regulates non-homologous end-joining and poly(ADP-ribose) polymerase function in ovarian carcinoma cells. Oncotarget. 2017 Jul 5;8(31):50376-50392. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  5. Kalsbeek D, Golsteyn RM. G2/M-Phase Checkpoint Adaptation and Micronuclei Formation as Mechanisms That Contribute to Genomic Instability in Human Cells. Int J Mol Sci. 2017 Nov 6;18(11). pii: E2344.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  6. Tang A, Gao K, Chu L, Zhang R, Yang J, Zheng J. Aurora kinases: novel therapy targets in cancers. Oncotarget. 2017 Apr 4;8(14):23937-23954. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Lindon C, Grant R, Min M. Ubiquitin-Mediated Degradation of Aurora Kinases. Front Oncol. 2016 Jan 18;5:307. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Fu J, Bian M, Jiang Q, Zhang C. Roles of Aurora kinases in mitosis and tumorigenesis. Mol Cancer Res. 2007 Jan;5(1):1-10. PubMed, CrossRef
  9. Lehman NL, O’Donnell JP, Whiteley LJ, Stapp RT, Lehman TD, Roszka KM, Schultz LR, Williams CJ, Mikkelsen T, Brown SL, Ecsedy JA, Poisson LM. Aurora A is differentially expressed in gliomas, is associated with patient survival in glioblastoma and is a potential chemotherapeutic target in gliomas. Cell Cycle. 2012 Feb 1;11(3):489-502. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Kamada K, Yamada Y, Hirao T, Fujimoto H, Takahama Y, Ueno M, Takayama T, Naito A, Hirao S, Nakajima Y. Amplification/overexpression of Aurora-A in human gastric carcinoma: potential role in differentiated type gastric carcinogenesis. Oncol Rep. 2004 Sep;12(3):593-9. PubMed, CrossRef
  11. Krenn V, Musacchio A. The Aurora B Kinase in Chromosome Bi-Orientation and Spindle Checkpoint Signaling. Front Oncol. 2015 Oct 16;5:225.
    PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Shrestha RL, Conti D, Tamura N, Braun D, Ramalingam RA, Cieslinski K, Ries J, Draviam VM. Aurora-B kinase pathway controls the lateral to end-on conversion of kinetochore-microtubule attachments in human cells. Nat Commun. 2017 Jul 28;8(1):150. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. Chieffi P, Cozzolino L, Kisslinger A, Libertini S, Staibano S, Mansueto G, De Rosa G, Villacci A, Vitale M, Linardopoulos S, Portella G, Tramontano D. Aurora B expression directly correlates with prostate cancer malignancy and influence prostate cell proliferation. Prostate. 2006 Feb 15;66(3):326-33. PubMed, CrossRef
  14. Kimura M, Matsuda Y, Yoshioka T, Okano Y. Cell cycle-dependent expression and centrosome localization of a third human aurora/Ipl1-related protein kinase, AIK3. J Biol Chem. 1999 Mar 12;274(11):7334-40. PubMed, CrossRef
  15. Yan X, Cao L, Li Q, Wu Y, Zhang H, Saiyin H, Liu X, Zhang X, Shi Q, Yu L. Aurora C is directly associated with Survivin and required for cytokinesis. Genes Cells. 2005 Jun;10(6):617-26. PubMed, CrossRef
  16. Quartuccio SM, Schindler K. Functions of Aurora kinase C in meiosis and cancer. Front Cell Dev Biol. 2015 Aug 20;3:50. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Khan J, Ezan F, Crémet JY, Fautrel A, Gilot D, Lambert M, Benaud C, Troadec MB, Prigent C. Overexpression of active Aurora-C kinase results in cell transformation and tumour formation. PLoS One. 2011;6(10):e26512.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  18. Nna E, Madukwe J, Egbujo E, Obiorah C, Okolie C, Echejoh G, Yahaya A, Adisa J, Uzoma I. Gene expression of Aurora kinases in prostate cancer and nodular hyperplasia tissues. Med Princ Pract. 2013;22(2):138-43. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  19. Lee EC, Frolov A, Li R, Ayala G, Greenberg NM.  Targeting Aurora kinases for the treatment of prostate cancer. Cancer Res. 2006 May 15;66(10):4996-5002. PubMed, CrossRef
  20. Mevs LV, Gerashchenko GV, Rosenberg EE, Pikul MV, Marynychenko MV, Gryzodub OP, Vozianov SO, Stakhovsky EA, Kashuba VI. Detection of prostate specific ETS fusion transcripts in cancer samples. Biopolym Cell. 2017;33(4):256-67. CrossRef
  21. Gerashchenko GV, Mankovska OS, Dmitriev AA, Mevs LV, Rosenberg EE, Pikul MV, Marynychenko MV, Gryzodub OP, Stakhovsky EO, Kashuba VI. Expression of epithelial-mesenchymal transition-related genes in prostate tumours. Biopolym Cell. 2017;33(5):335-355. CrossRef
  22. Gerashchenko GV, Mevs LV, Chashchina LI, Pikul MV, Gryzodub OP, Stakhovsky EO, Kashuba VI. Expression of steroid and peptide hormone receptors, metabolic enzymes and EMT-related genes in prostate tumors in relation to the presence of the TMPRSS2/ERG fusion. Exp Oncol. 2018 Jun;40(2):101-108. PubMed, CrossRef
  23. Baldini E, Arlot-Bonnemains Y, Sorrenti S, Mian C, Pelizzo MR, De Antoni E, Palermo S, Morrone S, Barollo S, Nesca A, Moretti CG, D’Armiento M, Ulisse S. Aurora kinases are expressed in medullary thyroid carcinoma (MTC) and their inhibition suppresses in vitro growth and tumorigenicity of the MTC derived cell line TT. BMC Cancer. 2011 Sep 26;11:411. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  24. Shoag J, Barbieri CE. Clinical variability and molecular heterogeneity in prostate cancer. Asian J Androl. 2016 Jul-Aug;18(4):543-8. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  25. Egeblad M, Nakasone ES, Werb Z. Tumors as organs: complex tissues that interface with the entire organism. Dev Cell. 2010 Jun 15;18(6):884-901. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  26. Aran D, Camarda R, Odegaard J, Paik H, Oskotsky B, Krings G, Goga A, Sirota M, Butte AJ. Comprehensive analysis of normal adjacent to tumor transcriptomes. Nat Commun. 2017 Oct 20;8(1):1077. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  27. Briassouli P, Chan F, Savage K, Reis-Filho JS, Linardopoulos S. Aurora-A regulation of nuclear factor-kappaB signaling by phosphorylation of IkappaBalpha. Cancer Res. 2007 Feb 15;67(4):1689-95. PubMed, CrossRef
  28. Willems E, Dedobbeleer M, Digregorio M, Lombard A, Lumapat PN, Rogister B.  The functional diversity of Aurora kinases: a comprehensive review.  Cell Div. 2018 Sep 19;13:7. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  29. Senft D, Qi J, Ronai ZA. Ubiquitin ligases in oncogenic transformation and cancer therapy. Nat Rev Cancer. 2018 Feb;18(2):69-88. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  30. Shu SK, Liu Q, Coppola D, Cheng JQ. Phosphorylation and activation of androgen receptor by Aurora-A. J Biol Chem. 2010 Oct 22;285(43):33045-53.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  31. Jones D, Noble M, Wedge SR, Robson CN, Gaughan L. Aurora A regulates expression of AR-V7 in models of castrate resistant prostate cancer. Sci Rep. 2017 Feb 16;7:40957. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  32. Suárez-Causado A, Caballero-Díaz D, Bertrán E, Roncero C, Addante A, García-Álvaro M, Fernández M, Herrera B, Porras A, Fabregat I, Sánchez A. HGF/c-Met signaling promotes liver progenitor cell migration and invasion by an epithelial-mesenchymal transition-independent, phosphatidyl inositol-3 kinase-dependent pathway in an in vitro model. Biochim Biophys Acta. 2015 Oct;1853(10 Pt A):2453-63.  PubMed, CrossRef
  33. Wang LH, Xiang J, Yan M, Zhang Y, Zhao Y, Yue CF, Xu J, Zheng FM, Chen JN, Kang Z, Chen TS, Xing D, Liu Q. The mitotic kinase Aurora-A induces mammary cell migration and breast cancer metastasis by activating the Cofilin-F-actin pathway. Cancer Res. 2010 Nov 15;70(22):9118-28.  PubMed, CrossRef
  34. Ding L, Zhang Z, Xu Y, Zhang Y. Comparative study of Her-2, p53, Ki-67 expression and clinicopathological characteristics of breast cancer in a cohort of northern China female patients. Bioengineered. 2017 Jul 4;8(4):383-392.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  35. Tan PY, Chang CW, Chng KR, Wansa KD, Sung WK, Cheung E. Integration of regulatory networks by NKX3-1 promotes androgen-dependent prostate cancer survival. Mol Cell Biol. 2012 Jan;32(2):399-414. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  36. Decker J, Jain G, Kießling T, Sander P, Rid M,  Barth TTF, Möller P, Cronauer MV, Marienfeld RB. Loss of the Tumor Suppressor NKX3.1 in Prostate Cancer Cells is Induced by Prostatitis Related Mitogens. J Clin Exp Oncol. 2016;5:3.  CrossRef
  37. den Hollander J, Rimpi S, Doherty JR, Rudelius M, Buck A, Hoellein A, Kremer M, Graf N, Scheerer M, Hall MA, Goga A, von Bubnoff N, Duyster J, Peschel C, Cleveland JL, Nilsson JA, Keller U. Aurora kinases A and B are up-regulated by Myc and are essential for maintenance of the malignant state. Blood. 2010 Sep 2;116(9):1498-505. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  38. Hendrickson WK, Flavin R, Kasperzyk JL, Fiorentino M, Fang F, Lis R, Fiore C, Penney KL, Ma J, Kantoff PW, Stampfer MJ, Loda M, Mucci LA, Giovannucci E. Vitamin D receptor protein expression in tumor tissue and prostate cancer progression. J Clin Oncol. 2011 Jun 10;29(17):2378-85. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  39. Montgomery RB, Mostaghel EA, Vessella R, Hess DL, Kalhorn TF, Higano CS, True LD, Nelson PS. Maintenance of intratumoral androgens in metastatic prostate cancer: a mechanism for castration-resistant tumor growth. Cancer Res. 2008 Jun 1;68(11):4447-54. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  40. Kmeťová Sivoňová M, Jurečeková J, Tatarková Z, Kaplán P, Lichardusová L, Hatok J. The role of CYP17A1 in prostate cancer development: structure, function, mechanism of action, genetic variations and its inhibition. Gen Physiol Biophys. 2017 Dec;36(5):487-499.  PubMed, CrossRef
  41. Heidegger I, Kern J, Ofer P, Klocker H, Massoner P. Oncogenic functions of IGF1R and INSR in prostate cancer include enhanced tumor growth, cell migration and angiogenesis. Oncotarget. 2014 May 15;5(9):2723-35. PubMed, PubMed, CrossRef
  42. Weinstein D, Sarfstein R, Laron Z, Werner H. Insulin receptor compensates for IGF1R inhibition and directly induces mitogenic activity in prostate cancer cells. Endocr Connect. 2014 Jan 28;3(1):24-35.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  43. McFarlane RJ, Wakeman JA. Meiosis-like Functions in Oncogenesis: A New View of Cancer. Cancer Res. 2017 Nov 1;77(21):5712-5716. PubMed, CrossRef

Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.