DSG2発現は予後不良と相関し、早期子宮頸がんを促進する

DSG2 expression is correlated with poor prognosis and promotes early-stage cervical cancer.

• Shuhang Qin
• Yuandong Liao
• Qiqiao Du
• Wei Wang
• Jiaming Huang
• Pan Liu
• Chunliang Shang
• Tianyu Liu
• Meng Xia
• Shuzhong Yao

抄録

背景:

早期（FIGO 2009 IA2-IIA2）子宮頸がん（CC）の病態と発生機序は依然として不明である。The Cancer Genome Atlas（TCGA）に基づく新規分子バイオマーカーの探索は、子宮頸がんの病態の理解を促進し、早期の子宮頸がんの予後を評価するのに役立つと考えられる。

Background: The pathogenesis and developmental mechanism of early-stage (FIGO 2009 IA2-IIA2) cervical cancer (CC) remain unclear. Seeking novel molecular biomarkers based on The Cancer Genome Atlas (TCGA) will facilitate the understanding of CC pathogenesis and help evaluate early-stage CC prognosis.

方法:

早期CCの予後に関連する遺伝子を同定するために、TCGAのmRNA-seqデータと臨床データを一変量CoxおよびKaplan-Meier plotter解析で解析した。その結果、CC早期発症で発現が上昇する遺伝子が同定された。予後不良と相関する遺伝子と合わせて、我々はさらなる調査のためにdesmoglein-2（DSG2）を選択した。早期CCにおけるDSG2の発現を検出するために、免疫組織化学（IHC）、定量的リアルタイムPCR（qRT-PCR）、ウェスタンブロッティングを用いた。DSG2の発現と臨床的特徴との関係をカイ二乗検定で解析した。CC 全生存期間（OS）とリスク因子との関係を評価するために Cox 分析を適用した。DSG2発現とCC細胞株の増殖および遊走との相関を、Cell Counting Kit-8（CCK-8）および遊走アッセイを用いて検討した。

Methods: To identify prognosis-related genes in early-stage CC, we analyzed TCGA mRNA-seq data and clinical data by univariate Cox and Kaplan-Meier plotter analyses. Differential expression analysis identified upregulated genes in early-stage CC. Combined with the genes correlated with unfavorable prognosis, we selected desmoglein-2 (DSG2) for further investigation. To detect DSG2 expression in early-stage CC, we used immunohistochemistry (IHC), quantitative real-time PCR (qRT-PCR) and western blotting. The relationship between the expression of DSG2 and clinical features was analyzed by the Chi square test. Cox analysis was applied to assess the relationship between CC overall survival (OS) and risk factors. The correlations between DSG2 expression and CC cell line proliferation and migration were investigated with Cell Counting Kit-8 (CCK-8) and migration assays.

結果:

早期CCにおける予後関連遺伝子は416個であった。早期CCでは、DSG2、マトリックスメタロペプチダーゼ1（MMP1）、炭酸脱水酵素IX（CA9）、ホメオボックスA1（HOXA1）、セリンプロテアーゼインヒビターB3（SERPINB3）が、隣接する非がん組織（ANT）と比較して高発現しており、予後不良と相関していた。その中で、DSG2は患者の生存率と最も有意に相関していた。共発現解析の結果、DSG2は細胞分裂、トランスフェラーゼ活性の陽性制御、細胞遊走の陽性制御、EGFRアップレギュレーション経路、リンパ管新生の制御に関与している可能性が示唆された。IHC、qRT-PCR、ウエスタンブロット法により、DSG2の発現は正常組織よりもCCで高いことが示された。DSG2発現と骨盤リンパ節転移（PLNM）を含むいくつかの侵攻性の臨床的特徴との間には有意な相関が認められた。多変量Cox解析により、DSG2とPLNMはOSの独立した予後因子であることが示された。DSG2ノックダウンはCC細胞の増殖と遊走を抑制した。

Results: There were 416 prognosis-related genes in early-stage CC. DSG2, matrix metallopeptidase 1 (MMP1), carbonic anhydrase IX (CA9), homeobox A1 (HOXA1), and serine protease inhibitor B3 (SERPINB3) were upregulated in early-stage CC compared with adjacent noncancerous tissue (ANT) and correlated with unfavorable prognosis. Among them, DSG2 was most significantly correlated with patient survival. Coexpression analysis indicated that DSG2 was probably involved in cell division, positive regulation of transferase activity, positive regulation of cell migration, EGFR upregulation pathway and regulation of lymphangiogenesis. IHC, qRT-PCR and western blotting showed that DSG2 expression was higher in CC than in normal tissue. Significant correlations were identified between DSG2 expression and several aggressive clinical features, including pelvic lymph node metastasis (PLNM). Multivariate Cox analysis showed that DSG2 and PLNM were independent prognostic factors for OS. DSG2 knockdown inhibited CC cell proliferation and migration.

結論:

DSG2は腫瘍の増殖と転移を促進するバイオマーカーであり、早期CCの予後不良と相関している。

Conclusions: DSG2 is a biomarker that promotes tumor proliferation and metastasis and is correlated with poor prognosis in early-stage CC.

© The Author(s) 2020.