Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12189710.23868/202205006ArticlesСтатьиResearch ArticleExpression profile of the microenvironment of morphological structures in luminal breast cancerЭкспрессионный профиль микроокружения морфологических структур люминального рака молочной железыTashirevaL. AТаширеваЛ. АGerashchenkoT. SГеращенкоТ. СZolotarevaS. YuЗолотареваС. ЮPerelmuterV. MПерельмутерВ. МCancer Research Institute, Tomsk National Research Medical Center of the RASНаучно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН15032022171VOL 17, NO1 (2022)ТОМ 17, №1 (2022)313716012023Copyright ©; 2022, Eco-VectorCopyright ©; 2022, Эко-Вектор2022Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/121897

In breast cancer, the predictive value of tumor microenvironment parameters differs depending on the molecular subtype. Multidirectional significance may be reflection of heterogeneity of invasive breast carcinoma and requires further study. Significance of the tumor microenvironment in the formation and determination of the properties of various morphological structures is still not fully understood. The aim of the study is to determine the differences in the expression profile of the microenvironment of various morphological structures of breast cancer. 84 patients with breast cancer (T1-3N0-3M0) were included in the study of tumor-infiltrating lymphocytes level in microenvironment of different morphological structures. Microdissected samples of the microenvironment of different morphological structures sequenced using NextSeq500 (Illumina). CIBERSORT analysis was performed to deciphered the cellular composition of the microenvironment of each type of the structures. The microenvironment of all morphological structures was quite diverse in terms of cellular composition. The microenvironment of the single tumor cells exhibits pronounced pro-tumor properties, including expression of the IL1B gene, activation of inflammatory signaling pathways, increased signature of M2 macrophages. The results shown the role of the microenvironment of single tumor cells in breast cancer distant metastasis.

При раке молочной железы прогностическая ценность параметров микроокружения опухоли различается в зависимости от молекулярно-генетического подтипа опухоли. Такая разнонаправленная связь может быть отражением гетерогенности инвазивной карциномы молочной железы и требует дальнейшего изучения. Значение микроокружения опухоли в формировании и определении свойств различных морфологических структур всё еще до конца не изучено. Цель исследования: определить различия в экспрессионном профиле микроокружения различных морфологических структур рака молочной железы. В исследование были включены 84 больных раком молочной железы (T1_3N0_3M0). Образцы тканей микроокружения опухоли различных типов морфологических структур были получены с помощью лазерной микродиссекции (PALM, Zeiss). Секвенирование проводили на приборе NextSeq500 (Illumina). Для определения клеточного состава микроокружения опухоли каждого типа морфологических структур был проведен CIBERSORT анализ. Микроокружение опухоли у всех типов морфологических структур разнообразно по клеточному составу. Микроокружение одиночных опухолевых клеток проявляет выраженные проопухолевые свойства, включая экспрессию гена IL1B, активацию воспалительных сигнальных путей и усиление сигнатуры макрофагов М2. Полученные результаты могут свидетельствовать о роли микроокружения одиночных опухолевых клеток в развитии гематогенных метастазов рака молочной железы.

breast cancertumor microenvironmentmorphological heterogeneitybulk sequencingрак молочной железымикроокружение опухолиморфологическая гетерогенностьсеквенированиеТаширева Л.А., Перельмутер В.М., Манских В.Н. и соавт. Типы иммуновоспалительных реакций как алгоритмы взаимодействия клеток в условиях репаративной регенерации и опухолевого роста. Биохимия 2017; 82(5): 732-48.Zitvogel L., Galluzzi L., Kepp O. et al. Type I. interferons in anticancer immunity. Nat. Rev. Immunol. 2015; 15(7): 405-14.Tan A.H., Goh S.Y., Wong S.C. et al. T. helper cell-specific regulation of inducible costimulator expression via distinct mechanisms mediated by T-bet and GATA-3. J. Biol. Chem. 2008; 283(1): 128-36.Gao Z.H., Li C.X., Liu M. et al. Predictive and prognostic role of tumour-infiltrating lymphocytes in breast cancer patients with different molecular subtypes: a meta-analysis. BMC Cancer 2020; 20(1): 1150.Таширева Л.А., Ляпунова Л.С., Бузенкова А.В. и соавт. Прогностическая значимость количества опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов при различных молекулярных подтипах рака молочной железы. Гены и Клетки 2020; 15(2): 89-95.Denisov E.V., Skryabin N.A., Gerashchenko T.S. et al. Clinically relevant morphological structures in breast cancer represent transcriptionally distinct tumor cell populations with varied degrees of epithelial-mesenchymal transition and CD44+CD24- stemness. Oncotarget 2017; 8(37): 61163-80.Zavyalova M.V., Denisov E.V., Tashireva L.A. et al. Phenotypic drift as a cause for intratumoral morphological heterogeneity of invasive ductal breast carcinoma not otherwise specified. Biores. Open Access 2013; 2(2): 148-54.Kos Z., Roblin E., Kim R.S. et al. International Immuno-Oncology Biomarker Working Group. Pitfalls in assessing stromal tumor infiltrating lymphocytes (sTILs) in breast cancer. NPJ Breast Cancer 2020; 6: 17.Dobin A., Davis C.A., Schlesinger F. et al. STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner. Bioinformatics 2013; 29(1): 15-21.Liao Y., Smyth G.K., Shi W. featureCounts: an efficient general purpose program for assigning sequence reads to genomic features. Bioinformatics 2014; 30(7): 923-30.Chen B., Khodadoust M.S., Liu C.L. et al. Profiling Tumor Infiltrating Immune Cells with CIBERSORT. Methods Mol. Biol. 2018; 1711: 243-59.Tashireva L.A., Zavyalova M.V., Savelieva O.E. et al. Single Tumor Cells With Epithelial-Like Morphology Are Associated With Breast Cancer Metastasis. Front. Oncol. 2020; 10: 50.Munger J.S., Huang X., Kawakatsu H. et al. The integrin alpha v beta 6 binds and activates latent TGF beta 1: a mechanism for regulating pulmonary inflammation and fibrosis. Cell 1999; 96(3): 319-28.Eyre R., Alferez D.G., Santiago-Gomez A. et al. Microenvironmental IL1 p promotes breast cancer metastatic colonisation in the bone via activation of Wnt signalling. Nat. Commun. 2019; 10(1): 5016.Lu X., Kang Y. Chemokine (C-C motif) ligand 2 engages CCR2+ stromal cells of monocytic origin to promote breast cancer metastasis to lung and bone. J. Biol. Chem. 2009; 284(42): 29087-96.Pollard J.W. Macrophages define the invasive microenvironment in breast cancer. J. Leukoc. Biol. 2008; 84(3): 623-30.Gyorki D.E., Asselin-Labat M.L., van Rooijen N. et al. Resident macrophages influence stem cell activity in the mammary gland. Breast Cancer Res. 2009; 11(4): R62.Oldford S.A., Marshall J.S. Mast cells as targets for immunotherapy of solid tumors. Mol. Immunol. 2015; 63(1): 113-24.Piconese S., Gri G., Tripodo C. et al. Mast cells counteract regulatory T-cell suppression through interleukin-6 and OX40/OX40L axis toward Th17-cell differentiation. Blood 2009; 114(13): 2639-48.Dudeck A., Dudeck J., Scholten J. et al. Mast cells are key promoters of contact allergy that mediate the adjuvant effects of haptens. Immunity 2011; 34(6): 973-84.