МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПАТОГЕНЕЗА ГЕПАТОЦЕЛЛЮЛЯРНОЙ КАРЦИНОМЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ТЕРАПИИ
https://doi.org/10.17650/2313-805X-2017-4-4-8-16
Аннотация
Опухоли печени являются одними из наиболее распространенных типов злокачественных новообразований и занимают 2-е место по числу летальных исходов. Гепатоцеллюлярная карцинома (ГК) – основная форма опухолей печени, которая выявляется чаще всего на поздних стадиях. Развитие ГК – результат накопления разнообразных соматических молекулярных нарушений. Хронические заболевания печени и другие этиологические факторы развития ГК приводят к многочисленным и гетерогенным генетическим и эпигенетическим нарушениям, определяющим разнообразные изменения экспрессии генов в ГК. Молекулярная гетерогенность ограничивает эффективность таргетной терапии, которая является основным способом лечения ГК на поздних стадиях заболевания.
В настоящем обзоре рассматриваются основные генетические и эпигенетические нарушения, наблюдаемые в ГК; приведены сведения об исследованиях транскриптома ГК и способах системно-биологического анализа данных. Представлена актуальная информация о вариантах таргетной терапии и иммунотерапии данного типа опухолей.Ключевые слова
Об авторе
А. С. Макарова
НИИ канцерогенеза ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России
Россия
Россия
Анна Сергеевна Макарова.
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
Список литературы
1. GBD 2013 Mortality and Causes of Death Collaborators. Global, regional, and national age-sex specific all-cause and cause-specific mortality for 240 causes of death, 1990–2013: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013. Lancet 2015;385(9963):117–71. DOI: 10.1016/S0140-6736(17)31833-0. PMID: 28919115.
2. Hamilton S.R., Aaltonen L.A. Pathology and genetics of tumours of the digestive system. Lyon: IARC Press, 2000.
3. Marquardt J.U., Andersen J.B., Thorgeirsson S.S. Functional and genetic deconstruction of the cellular origin in liver cancer. Nat Rev Cancer 2015;15:653–67. DOI: 10.1038/nrc4017. PMID: 26493646.
4. Llovet J.M., Zucman-Rossi J., Pikarsky E. et al. Hepatocellular carcinoma. Nat Rev Dis Primers 2016;2:16018. DOI: 10.1038/nrdp.2016.18. PMID: 27158749.
5. Zhang D.Y., Friedman S.L. Fibrosis-dependent mechanisms of hepatocarcinogenesis. Hepatology 2012;56:769–75. DOI: 10.1002/hep.25670. PMID: 22378017.
6. Ghouri Y.A., Mian I., Rowe J.H. Review of hepatocellular carcinoma: epidemiology, etiology, and carcinogenesis. J Carcinog 2017;16:1. DOI: 10.4103/jcar.JCar_9_16.eCollection 2017. PMID: 28694740.
7. Лазаревич Н.Л. Молекулярные механизмы прогрессии опухолей печени. Успехи биологической химии 2004;(44):365–418. [Lazarevich N.L. Molecular mechanisms of progression of liver tumors. Uspekhi biologichesloy khimii = Successes of Biological Chemistry 2004;(44): 365–418. (In Russ.)].
8. Aravalli R.N., Cressman E.N., Steer C.J. Cellular and molecular mechanisms of hepatocellular carcinoma: an update. Arch Toxicol 2013;87(2):227–47. DOI: 10.1007/s00204-012-0931-2. PMID: 23007558.
9. Giannelli G., Koudelkova P., Dituri F., Mikulits W. Role of epithelial to mesenchymal transition in hepatocellular carcinoma. J Hepatol 2016;65(4):798–808. DOI: 10.1016/j.jhep.2016.05.007. PMID: 27212245.
10. Roessler S., Budhu A., Wang X.W. Deciphering cancer heterogeneity: the biological space. Front Cell Dev Biol 2014;(2):12. DOI: 10.3389/fcell.2014.00012. PMID: 25364720.
11. Alexandrov L.B., Nik-Zainal S., Wedge D.C. et al. Signatures of mutational processes in human cancer. Nature 2013;500(7463):415–21. DOI: 10.1038/nature12477. PMID: 23945592.
12. Макарова А.С., Кустова И.Ф., Лазаревич Н.Л. Методы массового параллельного секверирования в идентификации молекулярно-генетических детерминант гепатоканцерогенеза. Молекулярная медицина 2015;(2):54–60. [Makarova A.S., Kustova I.F., Lazarevich N.L. Methods of next generation sequencing in the identification of molecular genetic determinants of hepatocarcinogenesis. Molekulyarnaya meditsyna = Molecular Medicine 2015;(2):54–60.(In Russ.)]
13. Xuan J., Yu Y., Qing T. et al. Nextgeneration sequencing in the clinic: promises and challenges. Cancer Lett 2013;340:284–95. DOI: 10.1016/j.canlet.2012.11.025. PMID: 23174106.
14. Shibata T. Aburatani H. Exploration of liver cancer genomes. Gastroenterol Hepatol 2014;11(6):340–9. DOI: 10.1038/nrgastro. 2014.6. PMID: 24473361.
15. Schulze K., Imbeaud S., Letouzé E. et al. Exome sequencing of hepatocellular carcinomas identifies new mutational signatures and potential therapeutic targets. Nat Genet 2015;44:505–11. DOI: 10.1038/ng.3252. PMID: 25822088.
16. Cancer Genome Atlas Research Network. Comprehensive and integrative genomic characterization of hepatocellular carcinoma. Cell 2017;169(7): 1327–41.e23. DOI: 10.1016/j.cell.2017.05.046. PMID: 28622513.
17. Fujimoto A., Totoki Y., Abe T. et al. Whole-genome sequencing of liver cancers identifies etiological influences on mutation patterns and recurrent mutations in chromatin regulators. Nat Genet 2012;44:760–4. DOI: 10.1038/ng.2291. PMID: 22634756.
18. Totoki Y., Tatsuno K., Covington K.R. et al. Trans-ancestry mutational landscape of hepatocellular carcinoma genomes. Nat Genet 2014;46(12):1267–73. DOI: 10.1038/ng.3126. PMID: 25362482.
19. Guichard C., Amaddeo G., Imbeaud S. et al. Integrated analysis of somatic mutations and focal copy-number changes identifies key genes and pathways in hepatocellular carcinoma. Nat Genet 2012;44:694–8. DOI: 10.1038/ng. 2256. PMID: 22561517.
20. Huang J., Deng Q., Wang Q. et al. Exome sequencing of hepatitis B virus-associated hepatocellular carcinoma. Nat Genet 2012;(44):1117–21. DOI: 10.1038/ng.2391. PMID: 22922871.
21. Herceg Z., Paliwal A. Epigenetic mechanisms in hepatocellular carcinoma: how environmental factors influence the epigenome. Mutat Res 2011; 727:55–61. DOI: 10.1016/j.mrrev 2011.04.001. PMID: 21514401.
22. Wahid B., Ali A., Rafique S., Idrees M. New insights into the epigenetics of hepatocellular carcinoma. Biomed Res Int 2017;2017:1609575. DOI: 10.1155/2017/1609575. PMID: 28401148.
23. Gao F., Xia Y., Wang J. et al. Integrated analyses of DNA methylation and hydroxymethylation reveal tumor suppressive roles of ECM1, ATF5, and EOMES in human hepatocellular carcinoma. Genome Biol 2014;15(12):533. DOI: 10.1186/s13059-014-0533-9. PMID: 25517360.
24. Gao F., Liang H., Lu H. et al. Global in hepatocellular carcinoma by a liquid hybridization capture-based bisulfite sequencing approach. Clin Epigenetics 2015;7:86. DOI: 10.1186/s13148-015-0121-1. PMID: 26300991.
25. Villanueva A., Portela A., Sayols S. et al. DNA methylation-based prognosis and epidrivers in hepatocellular carcinoma. Hepatology 2015;61(6):1945–56. DOI: 10.1002/hep.27732. PMID: 25645722.
26. Lu C., Ward P.S., Kapoor G.S. IDH mutation impairs histone demethylation and results in a block to cell differentiation. Nature 2012;483(7390):474–8. DOI: 10.1038/nature10860. PMID: 22343901.
27. Zhu H., Han C., Wu T. MiR-17–92 cluster promotes hepatocarcinogenesis. Carcinogenesis 2015;36(10):1213–22. DOI: 10.1093/carcin/bgv112. PMID: 26233958.
28. Chen M., Hu W., Xiong C.L. et al. miR-22 targets YWHAZ to inhibit metastasis of hepatocellular carcinoma and its downregulation predicts a poor survival. Oncotarget 2016;7(49):80751–64. DOI: 10.18632/oncotarget.13037. PMID: 27811373.
29. Ji J., Zheng X., Forgues M. et al. Identification of microRNAs specific for epithelial cell adhesion moleculepositive tumor cells in hepatocellular carcinoma. Hepatology 2015;62(3): 829–40. DOI: 10.1002/hep.27886. PMID: 25953724.
30. Caruso S., Calderaro J., Letouzé E. et al. Germline and somatic DICER1 mutations in familial and sporadic liver tumors. J Hepatol 2017;66(4):734–42. DOI: 10.1016/j. jhep.2016.12.010. PMID: 28012864.
31. Huang X.P., Hou J., Shen X.Y. et al. MicroRNA-486-5p, which is down regulated in hepatocellular carcinoma, suppresses tumor growth by targeting PIK3R1. FEBS J 2015;282(3):579–94. DOI: 10.1111/febs.13167. PMID: 25475121.
32. Li D., Liu X., Lin L. et al. MicroRNA-99a inhibits hepatocellular carcinoma growth and correlates with prognosis of patients with hepatocellular carcinoma. J Biol Chem 2011;286(42):36677–85. DOI: 10.1074/jbc.M111.270561. PMID: 21878637.
33. Zucman-Rossi J., Nault J.C., Llovet J.M. Genetic landscape and biomarkers of hepatocellular carcinoma. Gastroenterology 2015;149(5):1226–39.e4. DOI: 10.1053/j.gastro.2015.05.061. PMID: 26099527.
34. Huang Q., Lin B., Liu H. et al. RNA-Seq analyses generate comprehensive transcriptomic landscape in hepatocellular carcinoma. PLoS One 2011;6(10):e26168. DOI: 10.1371/journal.pone.0026168. PMID: 22043308.
35. Marquardt J.U., Seo D., Andersen J.B. et al. Sequential transcriptome analysis of human liver cancer indicates late stage acquisition of malignant traits. J Hepatol 2014;60(2):346–53. DOI: 10.1016/j.jhep.2013.10.014. PMID: 24512821.
36. Ho D.W., Kai A.K., Ng I.O. TCGA whole-transcriptome sequencing data reveals significantly dysregulated genes and signaling pathways in hepatocellular. Front Med 2015;9(3):322–30. DOI: 10.1007/s11684-015-0408-9. PMID: 26276037.
37. Lee T.I., Young R.A. Transcriptional regulation and its misregulation in disease. Cell 2013;152(6):1237–51. DOI: 10.1016/j.cell.2013.02.014. PMID: 23498934.
38. Gonda T.J., Ramsay R.G. Directly targeting transcriptional dysregulation in cancer. Nat Rev Cancer 2015;15(11):686–94. DOI: 10.1038/nrc4018. PMID: 26493648.
39. Wouters J., Kalender Atak Z., Aerts S. Decoding transcriptional states in cancer. Curr Opin Genet Dev 2017;(43):82–92. DOI: 10.1016/j.gde.2017.01.003. PMID: 28129557.
40. Subramanian A., Tamayo P., Mootha V.K. et al. Gene set enrichment analysis: a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102(43):15545–50. DOI: 10.1073/pnas.0506580102. PMID: 16199517.
41. Creixell P., Reimand J., Haider S. et al. Pathway and network analysis of cancer genomes. Nat Methods 2015;12(7):615–21. DOI: 10.1038/nmeth.3440. PMID: 26125594.
42. Barillot E., Calzone L., Hupe P. et al. Computational systems biology of cancer. U. S.: CRC Press, 2013.
43. Saito R., Smoot M.E., Ono K. et al. A travel guide to Cytoscape plugins. Nat Methods 2012;9(11):1069–76. DOI: 10.1038/nmeth.2212. PMID: 23132118.
44. http://resources.qiagenbioinformatics.com/manuals/clcgenomicsworkbench/650/Gene_set_enrichment_analysis. html.
45. Yuryev A. Gene expression profiling for targeted cancer treatment. Expert Opin Drug Discov 2015;10(1):91–9. DOI: 10.1517/17460441.2015.971007. PMID: 25306865.
46. Pan Q., Long X., Song L. Transcriptome sequencing identified hub genes for hepatocellular carcinoma by weightedgene co-expression analysis. Oncotarget 2016;7(25):38487–99. DOI: 10.18632/oncotarget.9555. PMID: 27220887.
47. Pyatnitskiy M., Mazo I., Shkrob M. et al. Clustering gene expression regulators: new approach to disease subtyping. PLoS One 2014;9(1):e84955. DOI: 10.1371/journal.pone.0084955. PMID: 24416320.
48. Castillos L., Yuryev A. Developing pathway collection for personalized anticancer therapy. Int J Cancer Clin Res 2016;3:043. DOI: 10.23937/2378-3419/3/1/1043.
49. Llovet J.M., Ricci S., Mazzaferro V. et al. Sorafenib in advanced hepatocellular carcinoma. N Engl J Med 2008;359(4):378–90. DOI: 10.1056/NEJMoa0708857. PMID: 18650514.
50. Llovet J.M., Villanueva A., Lachenmayer A. et al. Advances in targeted therapies for hepatocellular carcinoma in the genomic era. Nat Rev Clin Oncol 2015;12:408–44. DOI: 10.1038/nrclinonc.2015.103. PMID: 26054909.
51. Макарова А.С., Лазаревич Н.Л. Нарушение функций внутриклеточных сигнальных путей и их возможное влияние на чувствительность гепатоцеллюлярных карцином к сорафенибу. Клиническая лабораторная диагностика 2013;(10):34–7, 66–8. [Makarova A.S., Lazarevich N.L. Deregulation of signaling pathways involved in sorafenib resistance of hepatocellular carcinoma. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika =Clinical Laboratory Ddiagnostics 2013;(10):34–7, 66–8. (In Russ.)].
52. https://www.fda.gov/Drugs/InformationOnDrugs/ApprovedDrugs/ucm555548. htm.
53. http://www.selleckchem.com/products/Sorafenib-Tosylate. html.
54. http://www.selleckchem.com/products/BAY-73–4506. html.
55. Kudo M. A new era of systemic therapy for hepatocellular carcinoma with regorafenib and lenvatinib. Liver Cancer 2017;6(3):177–84. DOI: 10.1159/000462153. PMID: 28626729.
56. Kudo M. Immune checkpoint inhibition in hepatocellular carcinoma: basics and ongoing clinical trials. Oncology 2017;92(Suppl 1):50–62. DOI: 10.1159/000451016. PMID: 28147363.
57. https://www.fda.gov/Drugs/InformationOnDrugs/ApprovedDrugs/ucm577166. htm.
Рецензия
Для цитирования:
Макарова А.С. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПАТОГЕНЕЗА ГЕПАТОЦЕЛЛЮЛЯРНОЙ КАРЦИНОМЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ТЕРАПИИ. Успехи молекулярной онкологии. 2017;4(4):8-16. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2017-4-4-8-16
For citation:
Makarova A.S. MOLECULAR GENETIC ASPECTS OF HEPATOCELLULAR CARCINOMA PATHOGENESIS AND CURRENT OPTIONS OF DRUG THERAPY. Advances in Molecular Oncology. 2017;4(4):8-16. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/2313-805X-2017-4-4-8-16
Просмотров:
1043
Послать статью по эл. почте 