SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT JOURNAL - HEALTH SCIENCES

An official journal of Viet Nam National University Ho Chi Minh City, Viet Nam

A subjournal of Science and Technology Development Journal since 2020

Skip to main content Skip to main navigation menu Skip to site footer

 Original research

HTML

774

Total

101

Share

High expression of DIMT1 correlates with poor prognosis and high risk of bone metastasis in breast cancer patients






 Open Access

Downloads

Download data is not yet available.

Abstract

Background: Breast cancer often metastasizes to the bone that is the big reservoir of available tissue contained within the human skeleton and the environmental conditions surrounding it. Once cancer cells have metastasized to bone, they are generally incurable and have devastating effects on patients. However, the underlying molecular mechanisms of cancer metastasis to bone are poorly understood. It is still not clear why some patients metastasize, others do not, and not all metastatic patients progress bone metastasis. So, there is a clinical need to investigate the biomarkers that could accurately identify early prognostic prediction for patients with bone metastasis. Methods: Clinical information and gene expression profiles from breast cancer patients were retrieved from GEO, including GSE2034 (n=286) and GSE2603 (n=82). Chi-square, Kaplan-Meier curves, and log-rank tests were performed in the R environment to evaluate the prognostic value of DIMT1. All statistical analyses were considered significant if a value of less than 0.05. Results: We found that breast cancer patients with high expression levels of DIMT1 had poor bone metastasis-free survival outcomes and suggested DIMT1 as an independent predictor of bone metastasis. Moreover, DIMT1 also helps to obtain greater insights into the heterogeneity of breast cancer patients with triple-negative. Conclusion: DIMT1 is a potential predictor in gaining insights into the heterogeneous landscape of bone metastatic. Moreover, by integrating into the molecular subtypes, DIMT1 can further subclassify patients into two risk groups, thereby enabling more informed therapeutic decisions and improved prognostics for breast cancer. Together, these findings indicate the general utility of DIMT1 as a biomarker in the age of personalized and precision medicine.

GIỚI THIỆU

Ung thư vú là loại ung thư phổ biến nhất và có tỉ lệ tử vong cao nhất trong các loại ung thư đối với phụ nữ trên toàn thế giới. Ước tính có khoảng 276.480 phụ nữ được chẩn đoán mắc mới trong năm 2019 1 . Bệnh nhân ung thư vú thường không tử vong bởi các khối u nguyên phát mà hầu hết các bệnh nhân chết bởi tế bào ung thư di căn sang các cơ quan khác trong cơ thể 2 . Xương là nơi thường xuyên và nguy hiểm nhất mà tế bào ung thư vú di căn phát triển trên bệnh nhân. Thực tế có tới 70% bệnh nhân ung thư vú bị di căn vào xương 3 , 4 . Một khi tế bào ung thư đã di căn vào xương thì thường không có liệu pháp chữa trị và nó thường tàn phá bệnh nhân ghê gớm. Tại Mỹ, nơi mà khoa học và y tế phát triển bậc nhất thế giới, hàng năm có khoảng 350.000 bệnh nhân tử vong bởi ung thư di căn vào xương 5 . Tuy nhiên, cơ chế phân tử cơ bản của sự di căn của tế bào ung thư vào xương vẫn chưa được hiểu rõ. Đồng thời cũng chưa rõ tại sao một số bệnh nhân xuất hiện di căn trong khi một số khác lại không có và không phải tất cả các bệnh nhân đều bị di căn vào xương. Do vậy, việc tìm ra các chỉ thị sinh học có thể chẩn đoán sớm bệnh nhân nào có nguy cơ di căn vào xương là một nhu cầu cấp thiết trong lâm sàng.

Có một vài liệu pháp trúng đích được phát triển để tối ưu hoá việc chữa trị và phòng ngừa sự di căn vào xương. Ví dụ, pamidronate, zoledronate và ibandronate nhắm vào osteoclasts thông qua việc ngăn cản sự huỷ tế bào xương 6 . Ngoài ra, kháng thể đơn dòng kháng ung thư như receptor activator NF-κB ligand (RANKL) hiện đang được sử dụng trong điều trị lâm sàng cho các bệnh nhân di căn vào xương. RANKL làm giảm đáng kể các biến chứng và các cơn đau xương 7 , 8 . Các liệu pháp trúng đích khác cũng đang được phát triển và đang trong quá trình thử nghiệm điều trị di căn vào xương trong lâm sàng 9 , 10 . Tuy nhiên, hơn 50% bệnh nhân di căn vào xương vẫn phát triển sự tái phát di căn xương mới, biến chứng xương và bệnh vẫn tiến triển sau khi sử dụng các liệu pháp này 11 . Vì thế, việc dự đoán bệnh nhân nào sẽ đáp ứng tốt với một liệu pháp điều trị nhất định và tìm ra những phân tử đích mới để phát triển những liệu pháp mới để ngăn ngừa và điều trị di căn xương là rất cần thiết.

Gene DIM1 dimethyladenosine transferase 1 homolog DIMT1 ) nằm trên nhiễm sắc thể 5q12.1 và mã hoá cho một protein gồm 313 amino acid. DIMT1 có vai trò cấu trúc trong sự hình thành 18S rRNA và sinh tổng hợp protein. Đồng thời, nó cũng có chức năng xúc tác trong việc tổng hợp protein và điều hoà sự dịch mã được chính xác 12 . Những nghiên cứu về gene này còn hạn chế, đặc biệt là vai trò của nó trong sự hình thành và phát triển của các loại ung thư. Cho tới nay chỉ có hai nghiên cứu chứng minh mối liên quan của gene này trong ung thư. Nghiên cứu thứ nhất được thực hiện trên bệnh đa u tuỷ (multiple myeloma) bởi Sho và cộng sự. Họ kết luận rằng DIMT1 có vai trò như một oncogen tiềm năng và biểu hiện của nó làm gia tăng sự tiến triển của bệnh đa u tuỷ. Đồng thời, họ cũng cho rằng DIMT1 là một chỉ thị chẩn đoán và một đích mới cho việc điều trị tất cả các loại đa u tuỷ mặc dù là cơ chế chính xác của DIMT1 trong sự hình thành bệnh đa u tuỷ chưa được chứng minh 13 . Nghiên cứu thứ hai được thực hiện bởi Liu và cộng sự trên ung thư dạ dày. Họ phát hiện ra rằng DIMT1 biểu hiện cao ở các khối u ung thư dạ dày và sự biểu hiện cao này thúc đẩy các khối u xâm lấn, di căn vào hạch lympho, và di căn sang các cơ quan khác. DIMT1 được cho là một đích mới cho chẩn đoán và điều trị bệnh ung thư dạ dày 14 . Vai trò và mối liên quan giữa biểu hiện DIMT1 và sự phát triển của ung thư vú cũng như nguy cơ ung thư vú di căn vào xương vẫn chưa được khám phá và là một chủ đề hấp dẫn cần được nghiên cứu.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tìm hiểu mối tương quan của gene DIMT1 với nguy cơ di căn vào di căn vào xương của bệnh nhân ung thư vú. Chúng tôi phát hiện ra rằng ở những bệnh nhân ung thư vú có mức độ biểu hiện của gene DIMT1 cao thì có nguy cơ bị di căn và di căn vào xương cao hơn những bệnh nhân có biểu hiện gene này thấp hơn. Ngoài ra, khi kết hợp với các đặc điểm lâm sàng khác, mức độ biểu hiện của gene DIMT1 có thể phân loại bệnh nhân thành những nhóm nhỏ hơn giúp việc cá nhân hoá trong điều trị được tiến hành dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng chứng minh được DIMT1 là một chỉ thị tốt cho việc chẩn đoán và tiên lượng bệnh nhân ung vú có nguy cơ di căn vào xương.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu hồi cứu.

Các bệnh nhân và hồ sơ biểu hiện gene

Table 1 Mối quan hệ giữa mức độ biểu hiện của gene DIMT1 trong các mô ung thư vú và các đặc điểm bệnh học lâm sàng khác

Hồ sơ biểu hiện gene và các thông tin lâm sàng của bệnh nhân ung thư vú được tải về từ cơ sở dữ liệu National Center for Biotechnology Information Gene Expression Omnibus database (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/). Tiêu chí để chọn lọc dữ liệu cho nghiên cứu là dữ liệu phải chứa thông tin về thời gian di căn vào xương của bệnh nhân ung thư vú. Dữ liệu sau khi tải về sẽ được đồng hoá và chuyển thành dạng log2. Hai nhóm dữ liệu đủ điều kiện được chọn nghiên cứu là GSE2034 15 và GSE2603 16 . Những bệnh nhân từ hai dữ liệu trên mà không có thông tin về đi căn vào xương cũng được loại bỏ. Như vậy tổng bệnh nhân được nghiên cứu là 386 bệnh nhân ( Table 1 ).

Biểu hiện gene DIMT1 và mối tương quan của gene DIMT1 với sự di căn và di căn vào xương trên bệnh nhân ung thư vú

Dữ liệu GSE2603 có 82 bệnh nhân và dữ liệu GSE2034 có 286 bệnh nhân. Các bệnh nhân được chia thành hai nhóm dựa vào mức độ biểu hiện mRNA của gene DIMT1 . Bệnh nhân được chia vào nhóm có biểu hiện cao (hay thấp) khi mức độ biểu hiện mRNA của gene DIMT1 của bệnh nhân đó cao hơn (hay thấp hơn) giá trị trung vị của mức độ biểu hiện mRNA DIMT1 trên tất cả các bệnh nhân của từng bộ dữ liệu. Sau đó, hai nhóm bệnh nhân này được dùng để phân tích sống còn bằng phương pháp Kaplan-Meier. Mô hình Cox proportional hazard regression đơn biến và kiểm nghiệm log-rank được dùng để đánh giá mối tương quan giữa sự biểu hiện của gene DIMT1 với sự di căn và di căn vào xương trên các bệnh nhân ung thư vú.

Mối tương quan của gene DIMT1 với các đặc điểm bệnh học lâm sàng

Đường cong Kaplan-Meier được sử dụng để phân tích tỷ lệ sống còn của hai nhóm bệnh nhân trên từng đặc điểm bệnh học lâm sàng. Các phương pháp Chi-square và log-rank được sử dụng để đánh giá nguy cơ di căn và nguy cơ di căn vào xương. Các yếu tố tiên lượng độc lập liên quan đến sự di căn vào xương, thời gian di căn được phân tích bằng hồi quy tỷ lệ Cox đa biến để đánh giá các yếu tố tiên lượng độc lập liên quan đến các yếu tố trên. Các đồng biến được phân tích bao gồm: tuổi, tình trạng ER, PR, và mức độ biểu hiện của gene DIMT1 .

Phân tích sự tương tác và mối liên hệ của DIMT1 với các gene và protein khác

Tương tác giữa gene DIMT1 và các gene khác được xây dựng trên cơ sở dữ liệu GeneMANIA (https://genemania.org/) 17 . Các gene được tìm kiếm dựa trên dữ liệu liên kết chức năng bao gồm các tương tác di truyền và protein, các con đường tín hiệu, sự đồng biểu hiện, vị trí biểu hiện và sự tương đồng về các domain protein. Các thông số phân tích được cài đặt theo mặc định.

Tương tác protein-protein được dự đoán dựa trên dữ liệu Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Proteins (STRING) v10.0 (http://www.string-db.org/) 18 . Mối liên hệ giữa các protein được xây dựng dựa trên các chứng cứ thực nghiệm và đồng biểu hiện với độ tin cậy cao nhất.

Phương pháp xử lý thống kê

Biểu đồ Kaplan-Meier, kiểm nghiệm Chi bình phương và log-rank được thực hiện trong ngôn ngữ lập trình R (www.r-project.org) để đánh giá giá trị tiên lượng của DIMT1 . Trong tất cả các phân tích thống kê, giá trị p nhỏ hơn 0,05 được coi là có ý nghĩa thống kê.

KẾT QUẢ

Biểu hiện gene DIMT1 cao liên quan tới thời gian di căn và di căn vào xương ngắn hơn trên bệnh nhân ung thư vú

Để tìm hiểu biểu hiện của gene DIMT1 có liên quan tới sự di căn và di căn vào xương hay không, phân tích sống còn bằng Kaplan Meier được sử dụng trên bệnh nhân ung thư vú đã được chia thành hai nhóm có biểu hiện gene DIMT1 cao và thấp. Kết quả được trình bài ở Figure 1 A cho thấy gene DIMT1 có quan hệ có ý nghĩa tới sự di căn của bệnh nhân ung thư. Bệnh nhân có biểu hiện gene DIMT1 cao hơn thì thời gian di căn ngắn hơn một cách có ý nghĩa. Hazard ratio giữa nhóm bệnh nhân có biểu hiện gene DIMT1 cao so với nhóm bệnh nhân có biểu hiện gene DIMT1 thấp là 7,69. Có nghĩa là bệnh nhân có biểu hiện gene DIMT1 cao có nguy cơ di căn cao gấp 7,69 lần so với nhóm biểu hiện thấp. Ngoài ra, biểu hiện của gene DIMT1 cũng có mối liên quan có ý nghĩa tới sự di căn vào xương của bệnh nhân ung thư vú. Bệnh nhân có biểu hiện gene DIMT1 cao có thời gian di căn vào xương ngắn hơn và nguy cơ di căn vào xương cao hơn 16,70 lần trên dữ liệu GSE2603 ( Figure 1 B) và 1,70 lần trên dữ liệu GSE2034 ( Figure 1 C) so với nhóm biểu hiện thấp. Từ các kết quả trên cho thấy biểu hiện của gene DIMT1 có liên quan tới thời gian và nguy cơ di căn nói chung và di căn vào xương nói riêng trên bệnh nhân ung thư vú.

Figure 1 . Biểu hiện cao của gene DIMT1 liên quan tới tiên lượng xấu trong di căn và di căn vào xương ở bệnh nhân ung thư vú. (A) đường cong Kaplan Meier của sự di căn ở hai nhóm bệnh nhân ung thư vú dựa vào biểu hiện của DIMT1 trên dữ liệu GSE2603. (B) đường cong Kaplan Meier của sự di căn vào xương ở hai nhóm bệnh nhân ung thư vú dựa vào biểu hiện của DIMT1 trên dữ liệu GSE2603. (C) đường cong Kaplan Meier của sự di căn vào xương ở nhóm hai bệnh nhân ung thư vú dựa vào biểu hiện của DIMT1 trên dữ liệu GSE2034. Giá trị p được tính dựa vào kiển định log-rank.

Mối tương quan của gene DIMT1 với các đặc điểm bệnh học lâm sàng

Kết quả phân tích ở Table 1 cho thấy biểu hiện của gene DIMT1 không có mối quan hệ có ý nghĩa với tình trạng các hormone ER, PR và HER2 trên bệnh nhân ( p >0,05). Tuổi có giá trị p nằm ở đường biên có ý nghĩa ( p =0,049). Trong khi đó, gene DIMT1 có mối tương quan có ý nghĩa với sự di căn vào xương của bệnh nhân ung thư vú ( p= 0,0005 và p =0,048 trên dữ liệu GSE2603 và GSE2034). Thêm vào đó, sự biểu hiện của gene DIMT1 có thể chia bệnh nhân thành những nhóm nhỏ có ý nghĩa khi kết hợp với các đặc điểm lâm sàng khác. Như trình bày ở Figure 2 , gene DIMT1 có thể phân bệnh nhân ER-, ER+, HER-, và PR-thành những nhóm có nguy cơ và thời gian di căn vào xương khác biệt có ý nghĩa. Tuy nhiên, gene này không phân tách thành công các bệnh nhân ở nhóm HER+ và PR+ ( Figure 2 D và Figure 2 F). Điều đặc biệt là gene DIMT1 có thể chia bệnh nhân ba âm tính (triple negative) ( Figure 3 ) và các bệnh nhân ở những nhóm tuổi khác nhau ( Figure 4 ) thành hai nhóm có ý nghĩa. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc điều trị ung thư vú di căn vào xương.

Figure 2 . Mối tương quan giữa biểu hiện của gene DIMT1 với các đặc điểm bệnh học lâm sàng và sự di căn vào xương ở bệnh nhân ung thư vú. Đường cong Kaplan Meier của sự di căn vào xương dựa vào biểu hiện của DIMT1 trên bệnh nhân ung thư vú có ER- (A), ER+ (B), HER- (C), HER+ (D), PR- (E) và PR+ (F). Giá trị p được tính dựa vào kiển định log-rank.

Figure 3 . Mối tương quan giữa biểu hiện của gene DIMT1 ở các bệnh nhân ung thư vú ba âm tính. Đường cong Kaplan Meier của sự di căn vào xương dựa vào biểu hiện của DIMT1 trên bệnh nhân ung thư vú ba âm tính. Giá trị p được tính dựa vào kiển định log-rank.

Figure 4 . Mối tương quan giữa biểu hiện của gene DIMT1 trên các bệnh nhân ung thư vú ở hai nhóm tuổi khác nhau. Đường cong Kaplan Meier của sự di căn vào xương dựa vào biểu hiện của DIMT1 trên bệnh nhân ung thư vú ở hai nhóm tuổi lớn hơn (A) và nhỏ hơn (B) trung vị tuổi của các bệnh nhân. Giá trị p được tính dựa vào kiển định log-rank.

Gene DIMT1 có vai trò là một chỉ thị chẩn đoán độc lập nguy cơ ung thư vú di căn vào xương

Để xác định gene DIMT1 có phải là một chỉ thị chẩn đoán độc lập nguy cơ ung thư vú di căn vào xương hay không, chúng tôi tiến hành các phân tích hồi quy tỷ lệ Cox đa biến. Các đồng biến được phân tích bao gồm: tuổi, tình trạng ER, PR và mức độ biểu hiện của gene DIMT1 được đưa vào mô hình để đánh giá các yếu tố quan đến khả năng tiên lượng độc lập của gene DIMT1 . Kết quả phân tích cho thấy các yếu tố tuổi, tình trạng ER và PR không có ý nghĩa thống kê trong mô hình hồi quy tỷ lệ Cox đa biến ( Figure 5 ). Trong khi mức độ biểu hiện có giá trị p rất nhỏ ( p =0,005) và sự khác biệt Hazard ratio rất cao (HR=0,047). Những kết quả này chứng tỏ gene DIMT1 là một chỉ thị sinh học độc lập cho việc chẩn đoán nguy cơ di căn vào xương trên bệnh nhân ung thư vú.

Figure 5 . Phân tích hồi quy rủi ro tỷ lệ cox đa biến của các thông tin lâm sàng và biểu biểu hiện gene DIMT1 . Reference là nhóm được chọn để đối chiếu. N là số bệnh nhân trong từng nhóm. Giá trị hazard ratio trong ngoặc là giá trị trong ngưỡng 95%.

Tương tác và quan hệ của DIMT1 với các gene và protein khác

Tương tác và quan hệ của DIMT1 với các gene và protein khác được trình bày ở Figure 6 . Về mặt gene, gene DIMT1 có mối quan hệ với 20 gene khác. Trong đó, các gene BYSL, TFB1M, TFB2M, PNO1 BRIX1 có mối tương tác gần ( Figure 6 A). Về mặt tương tác protein, DIMT1 có tương tác với 10 protein khác, bao gồm BYSL, BRIX1, NIFK, DDX52, GRWD1, DDX55, NIP7, KRR1, TSR1 và PNO1 ( Figure 6 B).

Figure 6 . Tương tác của DIMT1 với các gene và protein khác. (A) Tương tác của DIMT1 với các gene khác được thực hiện trên cơ sở dữ liệu GeneMania. (B) Tương tác của DIMT1 với các protein khác được thực hiện trên cơ sở dữ liệu String.

THẢO LUẬN

Trong nghiên cứu này chúng tôi đã chứng minh gene DIMT1 có mối quan hệ có ý nghĩa với nguy cơ và thời gian di căn vào xương ở bệnh nhân ung thư vú và gene DIMT1 là một chỉ thị tiềm năng trong việc chẩn đoán và tiên lượng ung thư di căn vào xương. Điều này nói lên sự hữu dụng của DIMT1 trong thời đại ý học chính xác. Đồng thời, gene này cũng có thể là một đích mới cho việc phát triển thuốc, phương pháp trị liệu và ngăn ngừa quá trình di căn vào xương của bệnh nhân ung thư vú.

Di căn vào xương đã được chứng minh là có tỉ lệ cao nhất trong những năm đầu tiên sau khi bệnh nhân được chẩn đoán bị ung thư vú 19 . Điều đó chứng tỏ việc chẩn đoán sớm nguy cơ ung thư vú di căn vào xương có ý nghĩa quan trọng. Các chỉ thị chẩn đoán hiện nay như sự di căn vào hạch lypho, kích thước khối u nguyên phát, giai đoạn và thụ thể estrogen dự đoán kém nguy cơ di căn của từng bệnh nhân 2 . Do đó, nhiều phụ nữ đã bị điều trị mặc dù họ không có nguy cơ di căn vì rằng chỉ 40% bệnh nhân tái phát và chết bởi ung thư vú di căn trong khi hơn 80% trong số họ được hoá trị 2 . Biểu hiện gene có thể là công cụ chẩn đoán chính xác nguy cơ di căn của từng bệnh nhân 2 , 4 , 20 , 21 . Thêm vào đó, khả năng di căn của tế bào ung thư vú là một đặc tính di truyền 22 , 23 và các khối ung nguyên khởi chứa hồ sơ biểu hiện gene tương tự như các tế bào di căn 23 , 24 . Như vậy, có thể sử dụng hồ sơ biểu hiện gene của tế bào khối u nguyên phát để tìm kiếm các chỉ thị và dùng nó để chẩn đoán và tiên lượng sớm sự di căn.

Cho tới nay, đã có nhiều nghiên cứu về vai trò của các gene khác nhau tới ung thư vú di căn vào xương và việc sử dụng nó như một chỉ thị để chẩn đoán di căn. Ví dụ như MMP1 và HMGA1 được chỉ ra là ở mức biểu hiện cao chúng thúc đầy các tế bào ung thư xâm lấn và di căn, đồng thời thúc đẩy nguy cơ di căn vào xương ở bệnh nhân ung thư vú 20 , 25 , 26 . HMGA2 có vai trò như một yếu tố điều khiển sự di căn trong ung thư vú 27 . Biểu hiện cao của LCN2 trong ung thư vú làm gia tăng sự xâm lấn và di căn của tế bào ung thư vú 28 . Nhiều gene như MMP1, HMGA2, và LCN2 được đề xuất như những đích tiền năng để phát triển liệu pháp phòng ngừa ung thư vú di căn vào xương 25 , 27 , 28 . Ngoài ra, MMP1 được cho là một chỉ thị sinh học hứa hẹn cho việc dự đoán liệu pháp của sự di căn vào xương 25 . Mặc dù vậy, cho tới giờ chưa có chỉ thị nào được đưa vào ứng dụng trong thực hành lâm sàng chẩn đoán nguy cơ di căn vào xương. Và rằng, ung thư có sự đa hình rất cao, có nghĩa là cùng một loại ung thư nhưng những bệnh nhân khác nhau có thể có nguy cơ tái phát, di căn và đáp ứng điều trị khác nhau nên việc tìm ra chỉ thị có thể chia bệnh nhân thành từng nhóm nhỏ có những đặc trưng riêng có ý nghĩa rất lớn trong quản lý bệnh và điều trị bệnh. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tìm ra mối tương quan giữa gene DIMT1 và nguy cơ di căn vào xương ở bệnh nhân ung thư vú, đồng thời chứng minh gene này là một chỉ thị độc lập trong chẩn đoán tiên lượng di căn vào xương. Hơn nữa, khi kết hợp với các đặc điểm lâm sàng khác, gene này có thể chia bệnh nhân thành những nhóm có sự khác biệt có ý nghĩa về nguy cơ di căn vào xương giúp việc điều trị hiệu quả hơn. Đặc biệt, gene DIMT1 có thể chia những bệnh nhân ba âm tính, là những bệnh nhân có nguy cơ di căn cao, tiên lượng xấu và khó phân loại nhỏ hơn, thành hai nhóm khác biệt. Đây là một đóng góp tích cực trong thời đại y học chính xác và y học cá nhân hoá. Việc này sẽ giúp chọn đúng bệnh nhân có nguy cơ cao để điều trị và giúp những bệnh nhân nguy cơ thấp không phải gánh chịu những khó khăn về thể chất, tinh thần và kinh tế trong việc hoá trị phòng ngừa nguy cơ di căn vào xương.

Tình trạng thụ thể ER và PR đã được chứng minh không chỉ là các yếu tố tiên lượng chính và độc lập của ung thư vú ở giai đoạn sớm mà còn có vai trò quan trọng trong việc lựa chọn những liệu pháp phù hợp trong điều trị bệnh ung thư vú 29 , 30 . Tuy nhiên, chúng không phải là yếu tố tốt cho việc dự đoán nguy cơ di căn của từng bệnh nhân ung thư vú 2 . Trong nghiên cứu này chúng tôi cũng thấy tuổi, tình trạng thụ thể ER và PR không phải là một chỉ thị độc lập trong chẩn đoán tiên lượng ung thư vú di căn vào xương. Có thể là các yếu tố này chỉ có giá trị tiên lượng ở giai đoạn sớm của bệnh ung thư vú, trong khi di căn vào xương xuất hiện ở giai đoạn muộn. Hơn nữa, ung thư vú di căn vào xương cũng chỉ là một trường hợp cụ thể và đặc biệt của ung thư vú di căn. Dù vậy, vẫn cần có những nghiên cứu ở qui mô lớn với nhiều bệnh nhân hơn để đánh giá vai trò của các yếu tố này trong việc tiên lượng của ung thư vú ở giai đoạn muộn, đặc biệt là giai đoạn di căn và di căn vào xương.

Một vài gene và protein tương tác với DIMT1 đã được nghiên cứu trên các ung thư khác nhau. Ví dụ như PNO1 và GRWD1 thúc đẩy sự phát triển của ung thư phổi thông qua con đường tín hiệu Notch 31 , 32 . NIFK làm gia tăng sự tiến triển của ung thư phổi trong quá trình di căn qua TCF4/β-catenin 33 . TFB2M đóng vai trò như một oncogen kích thích sự tăng sinh và di căn của tế bào ung thư gan bằng cách kích hoạt tín hiệu ROS–Akt–NF-κB 34 . Ngoài ra, DIMT1 còn tương tác với các gene và protein mới mà vai trò và chức năng của chúng trong ung thư chưa được biết rõ như BRIX1, BYSL, DDX52, DDX55, NIP7, KRR1, và TSR1. Điều này mở ra các chủ đề nghiên cứu mới về vai trò và chức năng của các gene này trong ung thư nói chung và trong ung thư vú di căn vào xương nói riêng.

Khi ung thư đã di căn vào xương thì không có liệu pháp điều trị và bệnh nhân sẽ rất đau đớn 5 . Nghiên cứu này mở ra một hướng mới tiềm năng trong việc phát triển liệu pháp điều trị và ngăn ngừa di căn vào xương trên bệnh nhân ung thư vú. Trong đó, DIMT1 là một đích tiềm năng. Vì rằng DIMT1 biểu hiện cao làm tăng nguy cơ và rút ngắn thời gian ung thư vú di căn vào xương nên việc phát triển các chất ức chế DIMT1 là một hướng triển vọng trong điều trị và phòng ngừa ung thư vú di căn vào xương. Bên cạnh đó, những gene và protein tương tác với DIMT1 cũng có thể là những đích có tiềm năng lớn trong trị liệu và phòng tránh di căn.

Sự gia tăng quá trình sinh tổng hợp ribosome có vai trò thiết yếu trong sự tăng sinh và phát triển của tế bào ung thư 35 . Do đó các chất ức chế sinh tổng hợp ribosome được quan tâm phát triển thành liệu pháp điều trị ung thư mà ít tác dụng phụ gây độc trên gene hơn các liệu pháp thông thường 35 , 36 . Một số chất như actinomycin D, CX-5461, CX-3543 và BMH-21, có tác dụng ức chế sinh tổng hợp ribosome ở mức độ tổng hợp rRNA thông qua việc ức chế RNA polymerase I có thể kìm hãm và tiêu diệt tế bào ung thư 35 . Trong đó, CX-5461 đang được thử nghiệm lâm sàng tại Canada ở phase I trên bệnh nhân ung thư vú ở giai đoạn muộn, di căn hoặc tái phát có khối u bị mất BRCA1/2 (NCT02719977). CX-3543 đã qua thử nghiệm lâm sàng phase II trên bệnh nhân ung thư tế bào thần kinh đệm và ung thư bạch huyết 35 , 36 . DIMT1 có vai trò quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp ribosome 12 . Vì vậy tìm ra chất ức chế DIMT1 có thể là một liệu pháp điều trị tiềm năng không chỉ cho bệnh nhân ung thư vú di căn vào xương mà còn trên những bệnh nhân bị các loại ung thư khác thông qua việc ức chế sinh tổng hợp ribosome.

KẾT LUẬN

Qua nghiên cứu này, chúng tôi chứng minh được mối tương quan của gene DIMT1 với nguy cơ và thời gian di căn và di căn vào xương ở bệnh nhân ung thư vú. Trong đó, những bệnh nhân có gene DIMT1 biểu hiện cao có nguy cơ di căn vào xương cao hơn và thời gian di căn nhanh hơn những bệnh nhân có biểu hiện gene này thấp. DIMT1 không chỉ là chỉ thị sinh học độc lập trong chẩn đoán nguy cơ di căn vào xương ở bệnh nhân ung thư vú mà còn là đích mới giúp phát triển liệu pháp phòng ngừa và điều trị di căn vào xương. DIMT1 còn giúp cho chúng ta có một cái nhìn sâu hơn về tính đa dạng của bệnh nhân ung thư vú, đặc biệt là những bệnh nhân ba âm tính. Điều này cho thấy DIMT1 có tiềm năng ứng dụng to lớn trong thời đại của y học chính xác và y học cá nhân hoá.

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DIMT1: DIM1 dimethyladenosine transferase 1 homolog

ER: Estrogen receptor.

HER2: human epidermal growth factor receptor 2.

HR: Hazard ratio

mRNA: messenger RNA

PR: Progesterone receptor.

RANKL: receptor activator NF-κB ligand

XUNG ĐỘT LỢI ÍCH

Nhóm tác giả cam kết rằng không có xung đột lợi ích trong nghiên cứu này.

ĐÓNG GÓP CỦA TÁC GIẢ

Các tác giả cùng đóng góp ý tưởng phát triển nghiên cứu này. Võ Văn Tới, Trần Quỳnh Hoa và Nguyễn Minh Nam tìm kiếm và sàng lọc dữ liệu. Nguyễn Minh Nam tổng hợp, xử lý thống kê, vẽ hình và bảng. Các tác giả cùng phân tích và giải thích kết quả. Nguyễn Minh Nam viết bản thảo. Các tác giả cùng chỉnh sửa và hoàn thiện bản thảo.

References

  1. Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin. . 2020;70(1):7-30. PubMed Google Scholar
  2. Weigelt B, Peterse JL, van 't Veer LJ. Breast cancer metastasis: markers and models. Nat Rev Cancer. . 2005;5(8):591-602. PubMed Google Scholar
  3. Manders K, van de Poll-Franse LV, Creemers GJ, Vreugdenhil G, van der Sangen MJ, Nieuwenhuijzen GA, et al. Clinical management of women with metastatic breast cancer: a descriptive study according to age group. BMC Cancer. . 2006;6:179. PubMed Google Scholar
  4. Savci-Heijink CD, Halfwerk H, Koster J, van de Vijver MJ. A novel gene expression signature for bone metastasis in breast carcinomas. Breast Cancer Res Treat. . 2016;156(2):249-259. PubMed Google Scholar
  5. Mundy GR. Metastasis to bone: causes, consequences and therapeutic opportunities. Nat Rev Cancer. . 2002;2(8):584-593. PubMed Google Scholar
  6. Holen I, Coleman RE. Bisphosphonates as treatment of bone metastases. Curr Pharm Des. . 2010;16(11):1262-1271. PubMed Google Scholar
  7. Lipton A, Fizazi K, Stopeck AT, Henry DH, Smith MR, Shore N, et al. Effect of denosumab versus zoledronic acid in preventing skeletal-related events in patients with bone metastases by baseline characteristics. Eur J Cancer. . 2016;53:75-83. PubMed Google Scholar
  8. Moos R, Body JJ, Egerdie B, Stopeck A, Brown JE, Damyanov D, et al. Pain and health-related quality of life in patients with advanced solid tumours and bone metastases: integrated results from three randomized, double-blind studies of denosumab and zoledronic acid. Support Care Cancer. . 2013;21(12):3497-3507. PubMed Google Scholar
  9. Takayama K, Inoue T, Narita S, Maita S, Huang M, Numakura K, et al. Inhibition of the RANK/RANKL signaling with osteoprotegerin prevents castration-induced acceleration of bone metastasis in castration-insensitive prostate cancer. Cancer Lett. . 2017;397:103-110. PubMed Google Scholar
  10. Takahashi S. [Anti-RANKL antibody for treatment of patients with bone metastasis from breast cancer]. Gan To Kagaku Ryoho. . 2012;39(1):89-94. Google Scholar
  11. Weilbaecher KN, Guise TA, McCauley LK. Cancer to bone: a fatal attraction. Nat Rev Cancer. . 2011;11(6):411-425. PubMed Google Scholar
  12. Shen H, Stoute J, Liu KF. Structural and catalytic roles of the human 18S rRNA methyltransferases DIMT1 in ribosome assembly and translation. J Biol Chem. . 2020;295(34):12058-12070. PubMed Google Scholar
  13. Ikeda S, Kitadate A, Abe F, Saitoh H, Michishita Y, Hatano Y, et al. Hypoxia-inducible microRNA-210 regulates the DIMT1-IRF4 oncogenic axis in multiple myeloma. Cancer Sci. . 2017;108(4):641-652. PubMed Google Scholar
  14. Liu G, Peng X, Cai Y, Cheng A, Zha L, Wang Z. DIMT1 overexpression correlates with progression and prognosis in gastric carcinoma. Hum Pathol. . 2017;70:35-42. PubMed Google Scholar
  15. Wang Y, Klijn JG, Zhang Y, Sieuwerts AM, Look MP, Yang F, et al. Gene-expression profiles to predict distant metastasis of lymph-node-negative primary breast cancer. Lancet. . 2005;365(9460):671-679. Google Scholar
  16. Minn AJ, Gupta GP, Siegel PM, Bos PD, Shu W, Giri DD, et al. Genes that mediate breast cancer metastasis to lung. Nature. . 2005;436(7050):518-524. PubMed Google Scholar
  17. Warde-Farley D, Donaldson SL, Comes O, Zuberi K, Badrawi R, Chao P, et al. The GeneMANIA prediction server: biological network integration for gene prioritization and predicting gene function. Nucleic Acids Res. . 2010;38:W214-W220. PubMed Google Scholar
  18. Szklarczyk D, Gable AL, Lyon D, Junge A, Wyder S, Huerta-Cepas J, et al. STRING v11: protein-protein association networks with increased coverage, supporting functional discovery in genome-wide experimental datasets. Nucleic Acids Res. . 2019;47(D1):D607-D13. PubMed Google Scholar
  19. Parkes A, Clifton K, Al-Awadhi A, Oke O, Warneke CL, Litton JK, et al. Characterization of bone only metastasis patients with respect to tumor subtypes. NPJ Breast Cancer. . 2018;4:2. PubMed Google Scholar
  20. Kang Y, Siegel PM, Shu W, Drobnjak M, Kakonen SM, Cordon-Cardo C, et al. A multigenic program mediating breast cancer metastasis to bone. Cancer Cell. . 2003;3(6):537-549. Google Scholar
  21. Priedigkeit N, Watters RJ, Lucas PC, Basudan A, Bhargava R, Horne W, et al. Exome-capture RNA sequencing of decade-old breast cancers and matched decalcified bone metastases. JCI Insight. . 2017;2(17):. PubMed Google Scholar
  22. Smid M, Wang Y, Klijn JG, Sieuwerts AM, Zhang Y, Atkins D, et al. Genes associated with breast cancer metastatic to bone. J Clin Oncol. . 2006;24(15):2261-2267. PubMed Google Scholar
  23. Weigelt B, Glas AM, Wessels LF, Witteveen AT, Peterse JL, van't Veer LJ. Gene expression profiles of primary breast tumors maintained in distant metastases. Proc Natl Acad Sci U S A. . 2003;100(26):15901-15905. PubMed Google Scholar
  24. Ramaswamy S, Ross KN, Lander ES, Golub TR. A molecular signature of metastasis in primary solid tumors. Nat Genet. . 2003;33(1):49-54. PubMed Google Scholar
  25. Lu X, Wang Q, Hu G, Van Poznak C, Fleisher M, Reiss M, et al. ADAMTS1 and MMP1 proteolytically engage EGF-like ligands in an osteolytic signaling cascade for bone metastasis. Genes Dev. . 2009;23(16):1882-1894. PubMed Google Scholar
  26. Pegoraro S, Ros G, Piazza S, Sommaggio R, Ciani Y, Rosato A, et al. HMGA1 promotes metastatic processes in basal-like breast cancer regulating EMT and stemness. Oncotarget. . 2013;4(8):1293-1308. PubMed Google Scholar
  27. Sun M, Song CX, Huang H, Frankenberger CA, Sankarasharma D, Gomes S, et al. HMGA2/TET1/HOXA9 signaling pathway regulates breast cancer growth and metastasis. Proc Natl Acad Sci U S A. . 2013;110(24):9920-9925. PubMed Google Scholar
  28. Oren B, Urosevic J, Mertens C, Mora J, Guiu M, Gomis RR, et al. Tumour stroma-derived lipocalin-2 promotes breast cancer metastasis. J Pathol. . 2016;239(3):274-285. PubMed Google Scholar
  29. Li Y, Yang D, Yin X, Zhang X, Huang J, Wu Y, et al. Clinicopathological Characteristics and Breast Cancer-Specific Survival of Patients With Single Hormone Receptor-Positive Breast Cancer. JAMA Netw Open. . 2020;3(1):e1918160. PubMed Google Scholar
  30. Oh H, Eliassen AH, Beck AH, Rosner B, Schnitt SJ, Collins LC, et al. Breast cancer risk factors in relation to estrogen receptor, progesterone receptor, insulin-like growth factor-1 receptor, and Ki67 expression in normal breast tissue. NPJ Breast Cancer. . 2017;3:39. PubMed Google Scholar
  31. Liu D, Lin L, Wang Y, Chen L, He Y, Luo Y, et al. PNO1, which is negatively regulated by miR-340-5p, promotes lung adenocarcinoma progression through Notch signaling pathway. Oncogenesis. . 2020;9(5):58. PubMed Google Scholar
  32. Wang Q, Ren H, Xu Y, Jiang J, Wudu M, Liu Z, et al. GRWD1 promotes cell proliferation and migration in non-small cell lung cancer by activating the Notch pathway. Exp Cell Res. . 2020;387(2):111806. PubMed Google Scholar
  33. Lin TC, Su CY, Wu PY, Lai TC, Pan WA, Jan YH, et al. The nucleolar protein NIFK promotes cancer progression via CK1alpha/beta-catenin in metastasis and Ki-67-dependent cell proliferation. Elife. . 2016;5:. PubMed Google Scholar
  34. Geng X, Geng Z, Li H, Zhang Y, Li J, Chang H. Over-expression of TFB2M facilitates cell growth and metastasis via activating ROS-Akt-NF-kappaB signalling in hepatocellular carcinoma. Liver Int. . 2020;40(7):1756-1769. PubMed Google Scholar
  35. Catez F, Dalla Venezia N, Marcel V, Zorbas C, Lafontaine DLJ, Diaz JJ. Ribosome biogenesis: An emerging druggable pathway for cancer therapeutics. Biochem Pharmacol. . 2019;159:74-81. PubMed Google Scholar
  36. Pelletier J, Thomas G, Volarevic S. Ribosome biogenesis in cancer: new players and therapeutic avenues. Nat Rev Cancer. . 2018;18(1):51-63. PubMed Google Scholar


Author's Affiliation
Article Details

Issue: Vol 1 No 2 (2020)
Page No.: 52-63
Published: Feb 8, 2021
Section: Original research
DOI: https://doi.org/10.32508/stdjhs.v1i2.444

 Copyright Info

Creative Commons License

Copyright: The Authors. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License CC-BY 4.0., which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

 How to Cite
Tran, H., Vo, T., & Nguyen, M. N. (2021). High expression of DIMT1 correlates with poor prognosis and high risk of bone metastasis in breast cancer patients. Science & Technology Development Journal - Health Sciences, 1(2), 52-63. https://doi.org/https://doi.org/10.32508/stdjhs.v1i2.444

 Cited by



Article level Metrics by Paperbuzz/Impactstory
Article level Metrics by Altmetrics

 Article Statistics
HTML = 774 times
Download PDF   = 101 times
View Article   = 0 times
Total   = 101 times