Analiza celičnih komunikacijskih omrežij proteinov β-aktin, CD9, FTL, S100A9 in TRIM28 kot potencialnih kandidatov za označevalce glioblastomskih matičnih celicVidak, Marko (Avtor) Komel, Radovan (Mentor) glioblastomglioblastomske matične celiceoznačevalcipodatkovne zbirkeomrežjameta-analizacelična površinaeksperimentalna validacijaFREM2SPRY1Glioblastom (GBM) je najbolj agresivna maligna bolezen na možganih. Čeprav so že identificirali nekatere kandidate za označevalce glioblastoma, trenutno še ne poznamo dovolj kandidatov za označevalce, ki bi se izražali na celični površini ter bi bili sposobni ločevati med nemalignim možganskim tkivom in glioblastomskimi tumorskimi celicami. Znotraj glioblastomskega tumorja se med običajnimi tumorskimi celicami nahajajo glioblastomske matične celice (GMC), ki so vpletene v proces ponovnega nastanka tumorja po kirurški odstranitvi. V doktorski nalogi smo želeli najti nove kandidate za označevalce glioblastoma ali glioblastomskih matičnih celic. Za osnovo smo vzeli izhodiščne kandidate (IK) CD9, FTL, S100A9, beta-aktin in TRIM28, ki so jih pred kratkih predlagali kot kandidate za označevalce GMC s povišanim izražanjem v GMC. V literaturi smo poiskali maligne bolezni, v katerih so IK prav tako povišano izraženi kot v GBM, in interakcijske partnerje, s katerimi se povezujejo v patologiji teh bolezni. Za vsak par IK-interakcijski partner smo naredili model interakcijskega omrežja na genski in proteinski ravni s pomočjo podatkovnih zbirk Biomine Explorer (genska raven) in String (proteinska raven). V teh omrežjih smo poiskali skupna vozlišča med IK in interakcijskim partnerjem, ki so predstavljala morebitne nove kandidate za označevalce GBM/GMC. Za kandidate iz skupnih vozlišč smo preverili, če so jih že povezali s karcinogenezo GBM. Tiste kandidate, ki jih še niso povezali z GBM, smo bioinformatsko validirali s primerjavo njihovega izražanja v različnih celičnih/tkivnih tipih z izražanjem uveljavljenih kandidatov za označevalce GBM/GMC. S tem namenom smo naredili meta-analizo podatkov o izražanju mRNA na ravni celotnega genoma, ki smo jih našli v treh podatkovnih zbirkah (GEO, ArrayExpress in GLIOMASdb). V omenjenih podatkovnih zbirkah smo našli deset podatkovnih nizov, ki smo jih uporabili za validacijo kandidatov iz skupnih vozlišč. Našli smo 16 interakcijskih partnerjev, ki so se povezovali z našimi IK pri 10 različnih malignih patologijah. Z analizo vseh možnih omrežij IK-interakcijski partner smo prišli do 82 skupnih vozlišč, med katerimi je bilo 23 še nepovezanih s karcinogenezo GBM. Te kandidate smo bioinformatsko validirali in prišli do treh morebitnih novih kandidatov za označevalce GBM/GMC s povišanim izražanjem v malignih celicah (CCT2, RUVBL1, BST1). Podrobnejša analiza rezultatov je pokazala, da se vsi trije kandidati neenakomerno izražajo v različnih za GBM/GMC relevantnih celičnih/tkivnih tipih (povišano izražanje v tkivnih vzorcih GBM, ne pa tudi v matičnih celičnih linijah in nevrosferah). Zato smo poiskali kandidate, ki so v bioinformatskih testih dosegli najboljše rezultate in so se torej najbolj konsistentno izražali v vseh relevantnih celičnih/tkivnih tipih. V tej fazi smo se osredotočili na kandidate, ki se na proteinski ravni povišano izražajo na celični površini tumorskih celic. Za izbiro najboljših kandidatov smo uporabili podatkovne nize GSE4290/GDS1962, GSE23806/GDS3885 in GLIOMASdb, preostalih sedem nizov, ki smo jih našli v podatkovnih zbirkah (GSE4412/GDS1975, GSE4412/GDS1976, E-GEOD-52009, E-GEOD-68848, E-GEOD-16011, E-GEOD-4536 in E-GEOD-74571), pa smo uporabili za validacijo izbranih kandidatov. V fazi selekcije najboljših kandidatov smo identificirali štiri gene, ki kodirajo površinske proteine (CD276, FREM2, SPRY1 in SLC47A1), in z bioinformatsko validacijo potrdili njihovo povišano izraženost v GBM/GMC. Pregled literature je razkril, da so CD276 že povezali s karcinogenezo glioblastoma, medtem ko je SLC47A1 v bioinformatski validaciji dosegel najslabši rezultat med štirimi novimi kandidati, zato ga nismo vključili v fazo eksperimentalne validacije. V tej fazi – v katero smo vključili kandidata FREM2 in SPRY1 – smo ugotovili, da je izražanje FREM2 – ne pa tudi SPRY1 – višje v glioblastomskih celičnih linijah kot v nemalignih astrocitih. Poleg tega se je FREM2 tako na genski kot na proteinski ravni višje izražal v glioblastomskim matičnim celicam podobnih celičnih linijah kot v konvencionalnih glioblastomskih celičnih linijah. Zato predlagamo FREM2 kot novega kandidata za označevalca glioblastomskih celic in tudi kot potencialnega kandidata za označevalca GMC. Tako FREM2 kot SPRY1 sta izražena na površini glioblastomskih celic, medtem ko smo povišano izraženost v citosolu nemalignih astrocitov opazili samo pri SPRY1. Tudi SPRY1 bi lahko bil zanimiva terapevtska tarča, saj se v malignih glioblastomskih celicah izraža na površini, v nemalignih astrocitih pa v citosolu.20182018-09-09 07:45:29Doktorsko delo/naloga102847VisID: 10449sl