Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)1723210.18786/2072-0505-2024-52-024ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleClinical significance of analysis of long non-coding RNA PSMB8-AS1, MBNL1-AS1, and OLMALINC expression by polymerase chain reaction in non-small cell lung cancerКлиническая значимость анализа экспрессии длинных некодирующих РНК PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 и OLMALINC методом полимеразной цепной реакции при немелкоклеточном раке легкогоhttps://orcid.org/0000-0001-6132-9924KovalevaOlga V.КовалеваОльга Владимировна
Russian Federation

Doctor of Biol. Sci., Senior Research Fellow, Laboratory of Regulation of Cellular and Viral Oncogenes

д-р биол. наук, ст. науч. сотр. лаборатории регуляции клеточных и вирусных онкогенов

ovkovaleva@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2312-5546PodlesnayaPolina A.ПодлеснаяПолина Алексеевна
Russian Federation

PhD (in Biol.), Research Fellow, Laboratory of Tumor Stromal Cells Biology

канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории биологии стромальных клеток опухолей

polina.pod@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0006-4532-8597KudinovaEkaterina S.КудиноваЕкатерина Сергеевна
Russian Federation

Deputy Head of the Department of Production of Medical Devices for in vitro diagnostics

и.о. начальника отдела производства медицинских изделий для диагностики in vitro

kudinova@ronc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5275-7134MochalnikovaValeria V.МочальниковаВалерия Васильевна
Russian Federation

MD, PhD, Pathologist, Pathology Department of the Tumor Morphological and Molecular Genetic Diagnostics Division

канд. мед. наук, врач-патологоанатом патологоанатомического отделения отдела морфологической и молекулярно-генетической диагностики опухолей

mochalnikova70@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1490-8418KushlinskiiNikolay E.КушлинскийНиколай Евгеньевич
Russian Federation

MD, PhD, Professor, Member of Russ. Acad. Sci., Scientific Director of Clinical Diagnostic Laboratory, Consultative and Diagnostic Center

д-р мед. наук, профессор, академик РАН, научный руководитель клинико-диагностической лаборатории консультативно-диагностического центра

biochimia@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2137-1866GratchevAlexey N.ГрачевАлексей Николаевич
Russian Federation

Doctor of Biol. Sci., Head of Laboratory of Tumor Stromal Cells Biology

д-р биол. наук, заведующий лабораторией биологии стромальных клеток опухолей

alexei.gratchev@gmail.comN.N. Blokhin National Medical Research Center of OncologyФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России101020245241891962602202401102024Copyright ©; 2024, Kovaleva O.V., Podlesnaya P.A., Kudinova E.S., Mochalnikova V.V., Kushlinskii N.E., Gratchev A.N.Copyright ©; 2024, Ковалева О.В., Подлесная П.А., Кудинова Е.С., Мочальникова В.В., Кушлинский Н.Е., Грачев А.Н.2024Kovaleva O.V., Podlesnaya P.A., Kudinova E.S., Mochalnikova V.V., Kushlinskii N.E., Gratchev A.N.Ковалева О.В., Подлесная П.А., Кудинова Е.С., Мочальникова В.В., Кушлинский Н.Е., Грачев А.Н.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/17232

Rationale: Long non-coding RNAs (lncRNAs) influence tumor cell properties during the onset and progression of lung malignancies; however, their diagnostic and prognostic significance has not been determined. We have previously shown that when non-small cell lung cancer (NSCLC) cells acquire a more malignant phenotype (under the influence of macrophagal cytotoxic activity) compared to the original cell lines, the expression of several lncRNAs, in particular PSMB8-AS1, MBNL1-AS1, and OLMALINC, is altered compared to the original cell lines.

Aim: A comparative analysis of lncRNAs PSMB8-AS1, MBNL1-AS1, and OLMALINC expression in tissue samples from lung tumors and conditionally normal areas of the lungs and an assessment of the lncRNAs clinical significance.

Methods: We have analyzed surgical samples of the tumor and conditionally normal tissue from 16 patients with a verified diagnosis of NSCLC. The expression level of lncRNAs PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 and OLMALINC was assessed by real-time polymerase chain reaction. To analyze the long-term treatment results and clinical significance of the studied genes, the patients were divided into two comparison groups depending on the relative level of lncRNAs expression (above or below the median).

Results: The expression of lncRNAs PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 and OLMALINC in the lung tumor tissue was significantly reduced compared to the conditionally normal tissues (p = 0.0034; p = 0.002 and p = 0.0172, respectively). Analysis of the association between the expression of these lncRNAs with clinical and morphological characteristics, such as disease stage, tumor size, presence of regional and distant metastases was unable to identify any regular patterns. The expression of lncRNAs PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 and OLMALINC was not a significant prognostic factor (p = 0.364; p = 0.759 and p = 0.184, respectively). However in the case of high OLMALINC and PSMB8-AS1 expression, median survival was 47 months, while in the case of their low expression, median survival was not achieved during the follow-up. The expression of lncRNA PSMB8-AS1 in NSCLC tumors positively correlated with the expression of lncRNA OLMALINC (r = 0.680, p = 0.007), which may indicate their functional interplay or the presence of common regulatory mechanisms.

Conclusion: The NSCLC tumors demonstrated aberrant expression of PSMB8-AS1, MBNL1-AS1, and OLMALINC lncRNAs. A more detailed study of their expression in various cell types and their regulatory role would allow for validation of new therapeutic targets in NSCLC, as well as for development of alternative therapies.

Обоснование. Длинные некодирующие РНК (днРНК) влияют на свойства опухолевых клеток при развитии и прогрессии злокачественных новообразований легкого, однако их диагностическая и прогностическая значимость не определена. Ранее мы показали, что при приобретении клетками немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ) более злокачественного фенотипа (под влиянием цитотоксической активности макрофагов) по сравнению с исходными клеточными линиями изменяется экспрессия ряда днРНК, в частности PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 и OLMALINC.

Цель – сравнительный анализ экспрессии днРНК PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 и OLMALINC в образцах опухолевой и условно нормальной ткани легкого, а также оценка клинической значимости этих днРНК.

Материал и методы. Исследованы операционные образцы опухолевой и условно нормальной ткани, полученной от 16 пациентов с верифицированным диагнозом НМРЛ. Уровень экспрессии генов днРНК PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 и OLMALINC оценивали при помощи полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Для анализа отдаленных результатов лечения и клинической значимости исследуемых генов больных разделили на 2 группы сравнения в зависимости от относительного уровня экспрессии днРНК выше или ниже медианы.

Результаты. Экспрессия днРНК PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 и OLMALINC значимо снижена в опухолевой ткани легкого по сравнению с условной нормой (p = 0,0034; p = 0,002 и p = 0,0172 соответственно). При анализе ассоциации экспрессии данных днРНК с клинико-морфологическими характеристиками, такими как стадия заболевания, размер опухоли, наличие регионарных и отдаленных метастазов, закономерностей не установлено. Экспрессия днРНК PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 и OLMALINC не была значимым прогностическим фактором (p = 0,364; p = 0,759 и p = 0,184 соответственно). Однако в случае высокой экспрессии OLMALINC и PSMB8-AS1 медиана выживаемости составила 47 месяцев, тогда как в случае низкой экспрессии не была достигнута за период наблюдения. Экспрессия днРНК PSMB8-AS1 в опухолях НМРЛ значимо положительно коррелировала с экспрессией днРНК OLMALINC (r = 0,680; p = 0,007), что может указывать на их функциональную связь или наличие общих механизмов регуляции.

Заключение. В опухолях НМРЛ наблюдается аберрантная экспрессия днРНК PSMB8-AS1, MBNL1-AS1 и OLMALINC. Более детальное изучение их экспрессии в различных типах клеток и регуляторной роли позволит валидировать новые терапевтические мишени НМРЛ, а также разработать альтернативные методы терапии.

long non-coding RNAsnon-small cell lung cancermarkerprognosisдлинные некодирующие РНКнемелкоклеточный рак легкогомаркерпрогнозРоссийский научный фондRussian Science Foundation22-15-00291Bade BC, Dela Cruz CS. Lung cancer 2020: Epidemiology, etiology, and prevention. Clin Chest Med. 2020;41(1):1–24. doi: 10.1016/ j.ccm.2019.10.001.Dragomir MP, Manyam GC, Ott LF, Berland L, Knutsen E, Ivan C, Lipovich L, Broom BM, Calin GA. FuncPEP: A database of functional peptides encoded by non-coding RNAs. Noncoding RNA. 2020;6(4):41. doi: 10.3390/ncrna6040041.Fabbri M, Girnita L, Varani G, Calin GA. Decrypting noncoding RNA interactions, structures, and functional networks. Genome Res. 2019;29(9):1377–1388. doi: 10.1101/gr.247239.118.Sebastian-delaCruz M, Gonzalez-Moro I, Olazagoitia-Garmendia A, Castellanos-Rubio A, Santin I. The role of lncRNAs in gene expression regulation through mRNA stabilization. Noncoding RNA. 2021;7(1):3. doi: 10.3390/ncrna7010003.Ji P, Diederichs S, Wang W, Boing S, Metzger R, Schneider PM, Tidow N, Brandt B, Buerger H, Bulk E, Thomas M, Berdel WE, Serve H, Müller-Tidow C. MALAT-1, a novel noncoding RNA, and thymosin beta4 predict metastasis and survival in early-stage non-small cell lung cancer. Oncogene. 2003;22(39):1031–1041. doi: 10.1038/sj.onc.1206928.Kovaleva OV, Podlesnaya PA, Petrenko AA, Kushlinskii NE, Gratchev AN. Novel long non-coding RNAs in lung cancer oncogenesis. Molecular Medicine. 2023;(5):3–11. Russian. doi: 10.29296/24999490-2023-05-01.Ковалева ОВ, Подлесная ПА, Петренко АА, Кушлинский НЕ, Грачев АН. Новые длинные некодирующие РНК в онкогенезе рака легкого. Молекулярная медицина. 2023;(5):3–11. doi: 10.29296/24999490-2023-05-01.Chen B, Dragomir MP, Yang C, Li Q, Horst D, Calin GA. Targeting non-coding RNAs to overcome cancer therapy resistance. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):121. doi: 10.1038/s41392-022-00975-3.Ling H, Spizzo R, Atlasi Y, Nicoloso M, Shimizu M, Redis RS, Nishida N, Gafa R, Song J, Guo Z, Ivan C, Barbarotto E, De Vries I, Zhang X, Ferracin M, Churchman M, van Galen JF, Beverloo BH, Shariati M, Haderk F, Estecio MR, Garcia-Manero G, Patijn GA, Gotley DC, Bhardwaj V, Shureiqi I, Sen S, Multani AS, Welsh J, Yamamoto K, Taniguchi I, Song MA, Gallinger S, Casey G, Thibodeau SN, Le Marchand L, Tiirikainen M, Mani SA, Zhang W, Davuluri RV, Mimori K, Mori M, Sieuwerts AM, Martens JW, Tomlinson I, Negrini M, Berindan-Neagoe I, Foekens JA, Hamilton SR, Lanza G, Kopetz S, Fodde R, Calin GA. CCAT2, a novel noncoding RNA mapping to 8q24, underlies metastatic progression and chromosomal instability in colon cancer. Genome Res. 2013;23(9):1446–1461. doi: 10.1101/gr.152942.112.Chen B, Dragomir MP, Fabris L, Bayraktar R, Knutsen E, Liu X, Tang C, Li Y, Shimura T, Ivkovic TC, De Los Santos MC, Anfossi S, Shimizu M, Shah MY, Ling H, Shen P, Multani AS, Pardini B, Burks JK, Katayama H, Reineke LC, Huo L, Syed M, Song S, Ferracin M, Oki E, Fromm B, Ivan C, Bhuvaneshwar K, Gusev Y, Mimori K, Menter D, Sen S, Matsuyama T, Uetake H, Vasilescu C, Kopetz S, Parker-Thornburg J, Taguchi A, Hanash SM, Girnita L, Slaby O, Goel A, Varani G, Gagea M, Li C, Ajani JA, Calin GA. The long noncoding RNA CCAT2 induces chromosomal instability through BOP1-AURKB signaling. Gastroenterology. 2020;159(6):1146–1162.e33. doi: 10.1053/j.gastro.2020.08.018.Qu L, Ding J, Chen C, Wu ZJ, Liu B, Gao Y, Chen W, Liu F, Sun W, Li XF, Wang X, Wang Y, Xu ZY, Gao L, Yang Q, Xu B, Li YM, Fang ZY, Xu ZP, Bao Y, Wu DS, Miao X, Sun HY, Sun YH, Wang HY, Wang LH. Exosome-transmitted lncARSR promotes sunitinib resistance in renal cancer by acting as a competing endogenous RNA. Cancer Cell. 2016;29(5):153–168. doi: 10.1016/ j.ccell.2016.03.004.Kovaleva OV, Podlesnaya PA, Vasileva MV, Kopnin PB, Balkin AS, Plotnikov AO, Kushlinskii NE, Gratchev AN. Transcriptome of lung cancer cells resistant to the cytotoxic activity of macrophages. Dokl Biochem Biophys. 2022;507(1):112–117. doi: 10.1134/S160767292205009X.Maimaiti A, Tuerhong M, Wang Y, Aisha M, Jiang L, Wang X, Mahemuti Y, Aili Y, Feng Z, Kasimu M. An innovative prognostic model based on autophagy-related long noncoding RNA signature for low-grade glioma. Mol Cell Biochem. 2022;477(5):1417–1438. doi: 10.1007/s11010-022-04368-6.Zhang H, Zhu C, He Z, Chen S, Li L, Sun C. LncRNA PSMB8-AS1 contributes to pancreatic cancer progression via modulating miR-382-3p/STAT1/PD-L1 axis. J Exp Clin Cancer Res. 2020;39(1):179. doi: 10.1186/s13046-020-01687-8.Zhao F, Wang M, Zhang Y, Su R, He C, Gao X, Zan Y, Zhang S, Ma Y. lncRNA PSMB8-AS1 promotes colorectal cancer progression through sponging miR-1299 to upregulate ADAMTS5. Neoplasma. 2022;69(5):1138–1153. doi: 10.4149/neo_2022_220111N42.Zhu Y, He J, Li Z, Yang W. Cuproptosis-related lncRNA signature for prognostic prediction in patients with acute myeloid leukemia. BMC Bioinformatics. 2023;24(1):17. doi: 10.1186/s12859-023-05148-9.Servaas NH, Mariotti B, van der Kroef M, Wichers CGK, Pandit A, Bazzoni F, Radstake T, Rossato M. Characterization of long non-coding RNAs in systemic sclerosis monocytes: A potential role for PSMB8-AS1 in altered cytokine secretion. Int J Mol Sci. 2021;22(9):4365. doi: 10.3390/ijms22094365.Zhang Q, Wu Y, Chen J, Tan F, Mou J, Du Z, Cai Y, Wang B, Yuan C. The regulatory role of both MBNL1 and MBNL1-AS1 in several common cancers. Curr Pharm Des. 2022;28(7):181–185. doi: 10.2174/1381612827666210830110732.Jin Y, Xu L, Zhao B, Bao W, Ye Y, Tong Y, Sun Q, Liu J. Tumour-suppressing functions of the lncRNA MBNL1-AS1/miR-889-3p/KLF9 axis in human breast cancer cells. Cell Cycle. 2022;21(9):108–120. doi: 10.1080/15384101.2022.2034254.Liu J, Niraj M, Wang H, Zhang W, Wang R, Kadier A, Li W, Yao X. Down-regulation of lncRNA MBNL1-AS1 promotes tumor stem cell-like characteristics and prostate cancer progression through miR-221-3p/CDKN1B/C-myc axis. Cancers (Basel). 2022;14(23):5783. doi: 10.3390/cancers14235783.Cao G, Tan B, Wei S, Shen W, Wang X, Chu Y, Rong T, Gao C. Down-regulation of MBNL1-AS1 contributes to tumorigenesis of NSCLC via sponging miR-135a-5p. Biomed Pharmacother. 2020;125:109856. doi: 10.1016/j.biopha.2020.109856.Li JY, Luo ZQ. LCAL1 enhances lung cancer survival via inhibiting AMPK-related antitumor functions. Mol Cell Biochem. 2019;457(1–2):11–20. doi: 10.1007/s11010-019-03507-w.Mills JD, Kavanagh T, Kim WS, Chen BJ, Waters PD, Halliday GM, Janitz M. High expression of long intervening non-coding RNA OLMALINC in the human cortical white matter is associated with regulation of oligodendrocyte maturation. Mol Brain. 2015;8:2. doi: 10.1186/s13041-014-0091-9.He Y, Zhou H, Xu H, You H, Cheng H. Construction of an immune-related lncRNA signature that predicts prognosis and immune microenvironment in osteosarcoma patients. Front Oncol. 2022;12:769202. doi: 10.3389/fonc.2022.769202.Zhang J, Ding R, Wu T, Jia J, Cheng X. Autophagy-related genes and long noncoding RNAs signatures as predictive biomarkers for osteosarcoma survival. Front Cell Dev Biol. 2021;9:705291. doi: 10.3389/fcell.2021.705291.Liu H, Zong C, Sun J, Li H, Qin G, Wang X, Zhu J, Yang Y, Xue Q, Liu X. Bioinformatics analysis of lncRNAs in the occurrence and development of osteosarcoma. Transl Pediatr. 2022;11(7):1182–1198. doi: 10.21037/tp-22-253.