Оценка экспрессии гена ESR1 in silico при злокачественных новообразованиях

Ген рецептора эстрогена 1 (ESR1) играет ключевую роль в регуляции генов, чувствительных к ER, и влияет на многие физиологические процессы. Этот ген кодирует рецептор эстрогена (ERa), который необходим для пролиферации и дифференцировки клеток, и участвует в развитии различных заболеваний, включая остеопороз, а также злокачественных новообразований, таких как рак толстой кишки, яичников, эндометрия и молочной железы. В связи с ассоциацией мутагенной формы ESR1 со многими видами рака, она также исследуется в качестве потенциального биомаркера рака. Наибольшая экспрессия гена ESR1 в тканях обнаружена в основном в тканях, связанных с женскими репродуктивными органами (молочные железы, ткани шейки матки, фаллопиевы трубы, матка и влагалище). В представленном исследовании анализировалась экспрессия ESR1 при злокачественных новообразованиях с использованием инструментов in silico. TNMplot, TIMER2.0, GTEx, GEPIA, TCGA и др. были использованы для изучения дифференциальной экспрессии генов ESR1 при различных видах рака, изучения корреляции генов и оценки прогностического воздействия и выживаемости пациентов. Исследование показало, что опухолевая ткань демонстрирует более высокую экспрессию ESR1, чем нормальные или метастатические ткани. Экспрессия ESR1 была высокой на всех стадиях развития злокачественного новообразования. Наблюдались различия в общей выживаемости при злокачественных новообразованиях молочной железы, шейки матки, матки и яичников. Результаты исследования могут быть полезны при разработке более эффективных таргетных методов лечения, послужить улучшению результатов лечения пациентов и совершенствованию стратегий лечения рака, а аспект совместной экспрессии генов и связанной транскрипции может стать предметом будущих молекулярных исследований.

1. Altwegg K.A., Vadlamudi R.K. Role of estrogen receptor coregulators in endocrine resistant breast cancer. Explor. Target. Antitumor. Ther. 2021; 2 (4): 385-400. https://doi.org/10.37349/etat.2021.00052

2. Anderson B.O., Ilbawi A.M., Fidarova E., Weiderpass E., Stevens L., Abdel-Wahab M., Mikkelsen B. The Global Breast Cancer Initiative: a strategic collaboration to strengthen health care for non-communicable diseases. Lancet Oncol. 2021; 22 (5): 578-581. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(21)00071-1

3. Arumalla K.K., Haince J.F., Bux R.A., Huang G., Tappia P.S., Ramjiawan B., Ford W.R., Vaida M. Metabolomics-Based Machine Learning Models Accurately Predict Breast Cancer Estrogen Receptor Status. Int. J. Mol. Sci. 2024; 25 (23): 13029. https://doi.org/10.3390/ijms252313029

4. Bahia W., Soltani I., Haddad A., Soua A., Radhouani A., Mahdhi A., Ferchichi S. Association of genetic variants in Estrogen receptor (ESR)1 and ESR2 with susceptibility to recurrent pregnancy loss in Tunisian women: A case control study. Gene. 2020; 736: 144406. https://doi.org/10.1016/j.gene.2020.144406

5. Blakely B., Shin S., Jin K. Overview of the therapeutic strategies for ER positive breast cancer. Biochem. Pharmacol. 2023; 212: 115552. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2023.115552

6. Chakraborty B., Byemerwa J., Krebs T., Lim F., Chang C.Y., McDonnell D.P. Estrogen Receptor Signaling in the Immune System. Endocr. Rev. 2023; 44 (1): 117-141. https://doi.org/10.1210/endrev/bnac017

7. Chhabra A., Tripathi A., Rizvi S., Tyagi R.K. Ligand-independent homo-/hetero-dimerization events of ERα and ERβ occur in the cytoplasmic compartment: Evidences from receptor dynamics in live cells. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 2025; 247: 106668. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2024.106668

8. Chimento A., De Luca A., Avena P., De Amicis F., Casaburi I., Sirianni R., Pezzi V. Estrogen Receptors-Mediated Apoptosis in Hormone- Dependent Cancers. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23 (3): 1242. https://doi.org/10.3390/ijms23031242

9. Clarke R., Jones B.C., Sevigny C.M., Hilakivi- Clarke L.A., Sengupta S. Experimental models of endocrine responsive breast cancer: strengths, limitations, and use. Cancer Drug Resist. 2021; 4 (4): 762-783. https://doi.org/10.20517/cdr.2021.33

10. Clusan L., Ferrière F., Flouriot G., Pakdel F. A Basic Review on Estrogen Receptor Signaling Pathways in Breast Cancer. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24 (7): 6834. https://doi.org/10.3390/ijms24076834

11. Dai F., Chen G., Wang Y., Zhang L., Long Y., Yuan M., Yang D., Liu S., Cheng Y., Zhang L. Identification of candidate biomarkers correlated with the diagnosis and prognosis of cervical cancer via integrated bioinformatics analysis. OncoTargets and therapy. 2019; 12: 4517-4532. https://doi.org/10.2147/OTT.S199615

12. Englert-Golon M., Andrusiewicz M., Żbikowska A., Chmielewska M., Sajdak S., Kotwicka M. Altered Expression of ESR1, ESR2, PELP1 and c-SRC Genes Is Associated with Ovarian Cancer Manifestation. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22 (12): 6216. https://doi.org/10.3390/ijms22126216

13. Flouriot G., Brand H., Denger S., Metivier R., Kos M., Reid G., Sonntag-Buck V., Gannon F. Identification of a new isoform of the human estrogen receptor-alpha (hER-alpha) that is encoded by distinct transcripts and that is able to repress hER-alpha activation function 1. EMBO J. 2000; 19 (17): 4688- 4700. https://doi.org/10.1093/emboj/19.17.4688

14. Gogola-Mruk J., Pietrus M., Piechowicz M., Milian-Ciesielska K., Głód P., Wolnicka-Glubisz A., Szpor J., Ptak A. Low androgen/progesterone or high oestrogen/androgen receptors ratio in serous ovarian cancer predicts longer survival. Reprod Biol. 2024; 24 (3): 100917. https://doi.org/10.1016/j.repbio.2024.100917

15. Honkanen T.J., Tikkanen A., Karihtala P., Mäkinen M., Väyrynen J.P., Koivunen J.P. Prognostic and predictive role of tumour-associated macrophages in HER2 positive breast cancer. Sci. Rep. 2019; 9 (1): 10961. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47375-2

16. Hu C., Liu Y., Jiang S., Chen H., Xu H., Hu J., Li C., Xia H. The variable association between expression and methylation of estrogen receptors and the survival of patients with different tumors. Clin. Transl. Med. 2020; 10 (2): e49. https://doi. org/10.1002/ctm2.49

17. Ji Y., Zhang R., Han X., Zhou J. Targeting the N-terminal domain of the androgen receptor: The effective approach in therapy of CRPC. Eur. J. Med. Chem. 2023; 247: 115077. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2022.115077

18. Johansson Å., Schmitz D., Höglund J., Hadizadeh F., Karlsson T., Ek W.E. Investigating the Effect of Estradiol Levels on the Risk of Breast, Endometrial, and Ovarian Cancer. J. Endocr. Soc. 2022; 6 (8): bvac100. https://doi.org/10.1210/jendso/bvac100

19. Koirala N., Dey N., Aske J., De P. Targeting Cell Cycle Progression in HER2+ Breast Cancer: An Emerging Treatment Opportunity. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23 (12): 6547. https://doi.org/10.3390/ijms23126547

20. Langdon S.P., Herrington C.S., Hollis R.L., Gourley C. Estrogen Signaling and Its Potential as a Target for Therapy in Ovarian Cancer. Cancers (Basel). 2020; 12 (6): 1647. https://doi.org/10.3390/cancers12061647

21. Lee N., Park M.J., Song W., Jeon K., Jeong S. Currently Applied Molecular Assays for Identifying ESR1 Mutations in Patients with Advanced Breast Cancer. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21 (22): 8807. https://doi.org/10.3390/ijms21228807

22. Marra A., Trapani D., Ferraro E., Curigliano G. Mechanisms of Endocrine Resistance in Hormone Receptor-Positive Breast Cancer. Cancer Treat. Res. 2023; 188: 219-235. https://doi.org/10.1007/978-3-031-33602-7_9

23. Mangani S., Piperigkou Z., Koletsis N.E., Ioannou P., Karamanos N.K. Estrogen receptors and extracellular matrix: the critical interplay in cancer development and progression. FEBS J. 2025; 292 (7): 1558-1572. https://doi.org/10.1111/febs.17270

24. Miziak P., Baran M., Błaszczak E., Przybyszewska-Podstawka A., Kałafut J., Smok- Kalwat J., Dmoszyńska-Graniczka M., Kiełbus M., Stepulak A. Estrogen Receptor Signaling in Breast Cancer. Cancers (Basel). 2023; 15 (19): 4689. https://doi.org/10.3390/cancers15194689

25. Nagaraj G., Ma C.X. Clinical Challenges in the Management of Hormone Receptor-Positive, Human Epidermal Growth Factor Receptor 2-Negative Metastatic Breast Cancer: A Literature Review. Adv. Ther. 2021; 38 (1): 109-136. https://doi.org/10.1007/s12325-020-01552-2

26. Razavi P., Chang M.T., Xu G., Bandlamudi C., Ross D.S., Vasan N., Cai Y., Bielski C.M., Donoghue M.T.A., Jonsson P., Penson A., Shen R., Pareja F., Kundra R., Middha S., Cheng M.L., Zehir A., Kandoth C., Patel R., Huberman K., Smyth L.M., Jhaveri K., Modi S., Traina T.A., Dang C., Zhang W., Weigelt B., Li B.T., Ladanyi M., Hyman D.M., Schultz N., Robson M.E., Hudis C., Brogi E., Viale A., Norton L., Dickler M.N., Berger M.F., Iacobuzio-Donahue C.A., Chandarlapaty S., Scaltriti M., Reis-Filho J.S., Solit D.B., Taylor B.S., Baselga J. The Genomic Landscape of Endocrine-Resistant Advanced Breast Cancers. Cancer Cell. 2018; 34 (3): 427-438. https://doi.org/10.1016/j.ccell.2018.08.008

27. Rong J., Xie X., Niu Y., Su Z. Correlation between the RNA Expression and the DNA Methylation of Estrogen Receptor Genes in Normal and Malignant Human Tissues. Curr. Issues. Mol. Biol. 2024; 46 (4): 3610-3625. https://doi.org/10.3390/cimb46040226

28. Saatci O., Huynh-Dam K.T., Sahin O. Endocrine resistance in breast cancer: from molecular mechanisms to therapeutic strategies. J. Mol. Med. (Berl). 2021; 99 (12): 1691-1710. https://doi.org/10.1007/s00109-021-02136-5

29. Shen Y.T., Huang X., Zhang G., Jiang B., Li C.J., Wu Z.S. Pan-Cancer Prognostic Role and Targeting Potential of the Estrogen-Progesterone Axis. Front Oncol. 2021; 11: 636365. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.636365

30. Tanim M.T.H., Nath S.D., Khan S.F., Khan A., Sajib A.A. Transcriptomes of cervical cancer provide novel insights into dysregulated pathways, potential therapeutic targets, and repurposed drugs. Cancer Treat. Res. Commun. 2024; 39: 100808. https://doi.org/10.1016/j.ctarc.2024.100808

31. Yuan J., Wen M., Matnuri A., Zhao S., Jian N., Shen G. The expression of lnc-CCDC170-4:1, ESR1, lncRNA SRA, and CYP19A1 in cervical squamous cell carcinoma and their relationship with the clinical characteristics. Front. Oncol. 2024; 14: 1430826. https://doi.org/10.3389/fonc.2024.1430826