Expression of cancer-associated genes in prostate tumors

Background: Prostate cancer is one of the most common male cancers in Western countries and takes the third place in morbidity in Ukraine. It is a highly heterogeneous disease. Aim: To analyze relative expression levels of the TGFB1, IL1B, FOS, EFNA5, TAGLN, PLAU, and EPDR1 genes in malignant and non-malignant prostate tissues. Materials and Methods: Total RNA was isolated from 16 prostate adenomas, 37 prostate adenocarcinomas, and 29 conventionally normal prostate tissues. To analyze relative gene expression levels the quantitative real-time polymerase chain reaction was performed. Results: The significant alterations in the relative expression levels were found in all analyzed sample groups for 4 genes: FOS, EFNA5, IL1B, and TGFB1. We have found that FOS and EFNA5 were more frequently overexpressed in carcinomas with Gleason score ≤ 7, compared with adenomas. On contrary, PLAU expression levels were decreased more frequently in prostate cancers, compared with conventionally normal tissues. Noteworthy, we found positive correlation between IL1B expression level and PSA (for patients with slight PSA increase, no more than 20.0 ng/ml). Conclusion: The EFNA5, FOS, IL1B, PLAU, and TGFB1 genes that showed significant expression alterations in prostate tumors, compared with conventionally normal prostate tissue, may play role in prostate cancer development and should be further investigated

Expression of steroid and peptide hormone receptors, metabolic enzymes and EMT-related genes in prostate tumors in relation to the presence of the TMPRSS2/ERG fusion

Aim: To analyze an expression pattern of the steroid and peptide hormone receptors, metabolic enzymes and EMT-related genes in prostate tumors in relation to the presence of the TMPRSS2/ERG fusion; and to examine a putative correlation between gene expression and clinical characteristics, to define the molecular subtypes of prostate cancer. Materials and Methods: The relative gene expression (RE) of 33 transcripts (27 genes) and the presence/absence of the TMPRSS2/ERG fusion were analyzed by a quantitative PCR. 37 prostate cancer tissues (T) paired with conventionally normal prostate tissue (CNT) and 21 samples of prostate adenomas were investigated. RE changes were calculated, using different protocols of statistics. Results: We demonstrated differences in RE of seven genes between tumors and CNT, as was calculated, using the 2−ΔCT model and the Wilcoxon matched paired test. Five genes (ESR1, KRT18, MKI67, MMP9, PCA3) showed altered expression in adenocarcinomas, in which the TMPRSS2/ERG fusion was detected. Two genes (INSR, isoform B and HOTAIR) expressed differently in tumors without fusion. Comparison of the gene expression pattern in adenomas, CNT and adenocarcinomas demonstrated that in adenocarcinomas, bearing the TMPRSS2/ERG fusion, genes KRT18, PCA3, and SCHLAP1 expressed differently. At the same time, we detected differences in RE of AR (isoform 2), MMP9, PRLR and HOTAIR in adenocarcinomas without the TMPRSS2/ERG fusion. Two genes (ESR1 and SRD5A2) showed differences in RE in both adenocarcinoma groups. Fourteen genes, namely AR (isoforms 1 and 2), CDH1, OCLN, NKX3-1, XIAP, GCR (ins AG), INSR (isoform A), IGF1R, IGF1R tr, PRLR, PRL, VDR and SRD5A2 showed correlation between RE and tumor stage. RE of four genes (CDH2, ESR2, VDR and SRD5A2) correlated with differentiation status of tumors (Gleason score). Using the K-means clustering, we could cluster adenocarcinomas in three groups, according to gene expression profiles. A specific subtype of prostate tumors is characterized by the activated ERG signaling, due to the presence of TMPRSS2/ERG fusion, and also by high levels of the androgen receptor, prolactin, IGF, INSR and PCA3. Conclusions: We have found the specific differences in expression of the steroid and peptide hormone receptors, metabolic enzymes and EMT-related genes, depending on the pre­sence/absence of the TMPRSS2/ERG fusion in prostate adenocarcinomas, CNT and adenomas. We showed three different gene expression profiles of prostate adenocarcinomas. One of them is characteristic for adenocarcinomas with the TMPRSS2/ERG fusion. Further experiments are needed to confirm these data in a larger cohort of patients. Key Words: prostate tumors, TMPRSS2/ERG fusion, gene expression patterns, steroid receptors, peptide receptors, EMT regulation

Detection of prostate specific ETS fusion transcripts in cancer samples

Aim. To detect ETS fusion transcripts in Ukrainian population and to analyze a possible relationship between the ETS fusion transcripts and clinical characteristics of prostate cancer. Methods. Quantitative PCR (q-PCR) was used to analyze the expression of six fusion transcripts at the mRNA level. The amplified products were analyzed by gel electrophoresis and direct sequencing. We analyzed 37 fresh frozen samples of prostate cancer tissues, 37 paired conventionally normal prostate tissue samples and 20 samples of adenomas. Results. Six ETS fusion transcripts of TMPRSS2 with ERG, ETV1, ETV4, ETV5 were analyzed. Only one out of six fusion ETS transcripts was detected in a cohort of 37 Ukrainian patients with prostate adenocarcinoma. The frequency of detection of the TMPRSS2-ERG fusion transcript in prostate cancer tissues was 56.8 %. The TMPRSS2-ERG expression was also detected in 16 normal prostate tissue samples (43.2 %) and in 4 prostate adenoma samples (20 %). No correlation was found between the frequency of the TMPRSS2-ERG in carcinoma samples and clinical characteristics of the samples. However, an analysis of relative gene expression in all the investigated groups has shown the altered TMPRSS2-ERG expression in some groups with different Gleason scores of prostate adenocarcinoma compared to adenomas and normal tissue samples. The most elevatedTMPRSS2-ERG expression was found in the prostate adenocarcinoma group with the Gleason score > 7. Conclusions. We detected the TMPRSS2-ERG fusion transcript (EF194202.1) in prostate tumor samples as adenocarcinoma (the frequency was 56.8 %) with different Gleason score and some paired normal prostate tissues as adenoma samples in our group of Ukrainian population. The obtained results show that the TMPRSS2-ERG fusion transcript is present at early stages of cancer development. In the further studies we plan to test whether the TMPRSS2-ERG fusion transcript can be used as a diagnostic marker of prostate cancer development.Мета. Виявити типи злитих транскриптів в українській популяції та проаналізувати можливий зв›язок між наявніс-тю злитих транскриптів ETS та клінічними характеристиками раку передміхурової залози. Методи. Кількісний ПЛР (q-PCR) використовували для аналізу експресії 6 злитих транскриптів на рівні мРНК. Ампліфіковані продукти перевіряли за допомогою гель-електрофорезу та секвенуванням. Нами було проаналізовано 37 свіжо заморожених зразків тканин раку передміхурової залози, 37 парних до них умовно нормальних зразків тканини передміху-рової залози та 20 зразків аденоми. Результати. Нами було проаналізовано 6 злитих транскриптів ETS: злиття TMPRSS2 з ERG, ETV1, ETV4, ETV5. У вибірці із 37 пацієнтів з аденокарциномою передміхурової залози було виявлено лише один з шести злитих транскриптів. Частота детекції злитого транскрипту TMPRSS2-ERG в тканинах раку передміхурової залози становила 56,8 %. Експресія TMPRSS2-ERGтакож була виявлена у 16 зразках умовно нормальних тканин передміхурової залози (43,2 %) та у 4 зразках аденоми передміхурової залози (20 %). Не було виявлено кореляції між частотою TMPRSS2-ERG та клінічними характеристиками пухлин у зразках карцином. Проте аналіз відносної експресії генів у всіх досліджених групах показав змінену експресію TMPRSS2-ERG у деяких групах з різними показниками ступеня Глісона в зразках аденокарцином порівняно з аденомами та зразками умовно нормальних тканин. Найбільш висока експресія TMPRSS2-ERG була виявлена в групі аденокарцином передміхурової залози з оцінками ступеня Глісона > 7. Висновки. У нашій досліджуваній групі населення України нами було детектовано злитий транскрипт TMPRSS2-ERG (EF194202.1) у пухлинних зразках передміхурової зало-зи як аденокарцином (частота 56,8 %) з різним ступенем Глісона та парним до них умовно нормальних тканинах передміхурової залози, так і в зразках аденом. Отримані результати показують, що злитий транскрипт TMPRSS2-ERG присутній вже на ранніх стадіях розвитку ракового захворювання. У подальших дослідженнях ми плануємо перевірити, чи може злитий транскрипт TMPRSS2-ERG бути використаний як діагностичний маркер утворення злитих транскриптів та можливого розвиток раку передміхурової залози.Цель. Выявить типы слитых транскриптов в украинской популяции и проанализировать возможную связь между наличием слитых транскриптов ETS и клиническими характеристиками рака простаты. Методы. Количественный ПЦР (q-PCR) использовали для анализа экспрессии 6 слитых транскриптов на уровне мРНК. Амплифицированные продукты проверяли с помощью гель-электрофореза и секвенированием. Нами были проанализированы 37 свежо замороженных образцов тканей рака простаты, 37 парных к ним условно нормальных образцов ткани простаты и 20 образцов аденомы. Результаты. Нами были проанализированы 6 слитых транскриптов ETS: слияние TMPRSS2 с ERG, ETV1, ETV4, ETV5. В выборке из 37 пациентов с аденокарциномой простаты было выявлено лишь один из шести слитых транскриптов. Частота детекции слитного транскрипта TMPRSS2-ERG в тканях рака простаты составляла 56,8 %. Экспрессия TMPRSS2-ERG также была обнаружена в 16 образцах условно нормальных тканей простаты (43,2 %) и в 4 образцах аденомы простаты (20 %). Не было обнаружено корреляции между частотой TMPRSS2-ERG и клиническими характеристиками опухолей в образцах карцином. Однако анализ относительной экспрессии генов во всех исследованных группах показал измененную экспрессию TMPRSS2-ERG в некоторых группах с различными показателями степени Глисона в образцах аденокарцином по сравнению с аденомы и образцами условно нормальных тканей. Наиболее высокая экспрессия TMPRSS2-ERG была обнаружена в группе аденокарцином простаты по оценкам степени Глисона > 7. Выводы. В нашей исследуемой группе населения Украины нами было детектируемого слитый транскрипт TMPRSS2-ERG (EF194202.1) в опухолевых образцах простаты как аденокарцином (частота 56,8 %) с разной степенью Глисона и парным к ним условно нормальных тканях простаты, так и в образцах аденом. Полученные результаты показывают, что слитый транскрипт TMPRSS2-ERG присутствует уже на ранних стадиях развития ракового заболевания. В дальнейших исследованиях мы планируем проверить, может ли слитый транскрипт TMPRSS2-ERG быть использован как диагностический маркер образования слитых транскриптов и возможного развитие рака простаты

Expression of epithelial-mesenchymal transition-related genes in prostate tumours

Aim. To detect expression of EMT-related genes in prostate tumor samples and analyze a possible correlation between gene expression level and clinical characteristics of prostate cancer in different groups. Methods. Expression of 19 genes was analyzed in 37 frozen samples of prostate cancer tissues at different tumor stages and Gleason scores, 37 paired conventionally normal prostate tissues and 20 samples of prostate adenomas, using quantitative PCR. Results. We have found that nine genes were expressed differently in benign and malignant prostate tumors, namely AR (1 isof), AR (2 isof), PTEN, VIM, MMP9, KRT18, PCA3, HOTAIR and SCHLAP1. When different tumor stages were compared, we could identify six differentially expressed genes: KRT18, MMP9, VIM, PCA3, HOTAIR and SCHLAP1; when samples of tumors with different Gleason score were compared, we found that eight genes were expressed differently: AR (1isof), CDH1, KRT18, MMP9, OCLN, PCA3, HOTAIR and SCHLAP1. The data had a high level of heterogeneity pottentially due to various molecular subtypes of prostate cancer, i.e. a luminal subtype with ahigh expression of CDH1, OCLN, AR(1 isof), KRT18, NKX3-1 and PSA; the stem-like subtype with a high expression of mesenchymal markers CDH2, FN1 and VIM and low expression of the epithelial markers. It is noteworthy that lncRNAs were specifically expressed in these two molecular subtypes. Conclusions. EMT-related genes were differentially expressed in benign and malignant prostate tumors. High heterogeneity of expression levels, especially in adenocarcinoma groups, might suggest the existence of at least two different molecular subtypes, luminal and stem-like. Further experiments are necessary for specification of the molecular subtypes of prostate adenocarcinoma.Мета. Встановити відносну експресію у ЕМП-пов’язаних генах у зразках пухлин передміхурової залози та проаналізувати можливу кореляцію та зв'язок між рівнем експресії генів у різних групах пухлин та клінічними характеристиками раку передміхурової залози. Методи. Відносні рівні експресії 19 генів у 37 заморожених зразках тканин раку передміхурової залози з різними показниками Глісона та стадіями пухлин, 37 парних умовно-нормальних зразків тканини передміхурової залози та 20 зразків аденоми простати було детектовано кількісною ПЛР (QPCR). Результати. Було виявлено 9 диференційно експресованих генів у доброякісних та злоякісних пухлинах простати: (AR (1 isof), AR (2 isof), PTEN, VIM, MMP9, KRT18, PCA3, HOTAIR, SCHLAP1). На різних стадіях раку виявлено 6 диференційно експресованих генів (KRT18, MMP9, VIM, PCA3, HOTAIR, SCHLAP1), а за різними оцінками Глісона виявлено 8 диференційно експресованих генів (AR (1 isof), CDH1, KRT18, MMP9, OCLN, PCA3, HOTAIR, SCHLAP1). Спостерігався значний рівень дисперсії даних. Це можна пояснити наявністю різних молекулярних підтипів раку передміхурової залози: люмінальний підтип (висока експресія CDH1, OCLN, AR (1 isof), KRT18, NKX3-1, PSA) і стовбуровий (базальний) підтип (висока експресія мезенхимальних маркерів CDH2, FN1, VIM і низька експресія епітеліальних маркерів). Досліджені некодуючі РНК були специфічно експресованіі у двох молекулярних підтипах. Висновки. пов'язані з ЕМП гени диференційно експресуються у доброякісних та злоякісних пухлинах передміхурової залози. Висока дисперсія даних експресії, особливо в групах аденокарциноми, може бути свідченням принаймні двох різних молекулярних підтипів: люмінального і стовбурового (базального). Нами продемонструвано, що умовно-нормальні тканини передміхурової залози не є адекватним контролем. Для уточнення молекулярних підтипів аденокарциноми передміхурової залози необхідні додаткові дослідження.Цель. Установить уровни относительной экспрессии генов, связанных с ЭМП, в образцах опухолей предстательной железы и проанализировать возможную корреляцию и взаимосвязь между уровнем экспрессии генов в разных группах опухолей и клиническими характеристиками рака простаты. Методы. Относительные уровни экспрессии 19 генов в 37 замороженных образцах тканей рака предстательной железы с разными показателями Глисона и стадиями рака, 37 парных образцов условно-нормальной ткани простаты и 20 образцов аденомы предстательной железы были проанализированы с помощью количественной ПЦР (QPCR). Результаты. Было выявлено 9 дифференциально экспрессированных генов в доброкачественных и злокачественных опухолях предстательной железы: (AR (1 isof), AR (2 isof), PTEN, VIM, MMP9, KRT18, PCA3, HOTAIR, SCHLAP1). На разных стадиях рака были идентифицированы 6 дифференциально экспрессированных генов (KRT18, MMP9, VIM, PCA3, HOTAIR, SCHLAP1), тогда как с разными показателями по шкале Глисона было найдено 8 дифференциально экспрессированных генов (AR (1isof), CDH1, KRT18, MMP9, OCLN, PCA3, HOTAIR, SCHLAP1). Наблюдалась очень высокая дисперсия данных. Это может быть объяснено наличием различных молекулярных подтипов рака предстательной железы: люминального подтипа (высокая экспрессия CDH1, OCLN, AR (1 изоф), KRT18, NKX3-1, PSA) и стволового (базального) подтипа (высокая экспрессия мезенхимальных маркеров CDH2, FN1, VIM и низкая экспрессия эпителиальных маркеров). Исследованные некодирующие РНК специфически экспрессировались в двух молекулярных подтипах. Выводы. Гены, связанные с ЭМП, были дифференциально экспрессированы в доброкачественных и злокачественных опухолях предстательной железы. Высокая дисперсия данных экспрессии, особенно в группе аденокарцином, может свидетельствовать, по меньшей мере, о двух разных молекулярных подтипах: люминальном и базальном. Мы продемонстрировали, что условно-нормальные ткани простаты не являются адекватным контролем. Для уточнения молекулярных подтипов аденокарциномы предстательной железы необходимы дополнительные исследования

Population dynamic of bony fishes in the southern part of the Caspian Sea

This study was conducted to determine growth parameters, catch and fishing effort trends, stock assessment and Acceptable Biological Catch (ABC) of bony fishes in the Iranian coastal waters of Caspian Sea in the years 2010-2011 and 2011-2012. According to the result, the numbers of beach seines were 131 and 128 and their fishing efforts were observed 50184 and 42255 beach seining during 2010-11 and 2011-12, respectively. The catch per unit of effort CPUE) was calculated 182.9 and 205.6 kg/haul during two sampling periods, respectively. The total catches (including illegal fishing) were also obtained 16601.5 mt and 17034.1 mt during 2010-11 and 2011-12, respectively. The highest proportion of catch was belonged to kutum and golden grey mullet (86% and 88%, respectively) in two fishing seasons aforementioned above. Growth parameters of kutum were estimated as K=0.21/yr, L_∞ = 60.0 cm, t-0 = 0/yr. The Growth parameters were K=0.18/yr, L_∞ = 61.1 cm, t-0 = -0.14/yr for golden gray mullet and were K=0.12/yr, L_∞ = 73.6 cm, t-0 = 0.92/yr for common carp. Based on catch-at-age data, in the years 2010-2011 and 2011-2012, the total biomass, from the biomass-based cohort analysis were estimated 41700mt and 34400 mt for kutum and 14600 mt and 14400 mt for golden grey mullet, respectively. The reference points of F0.1 and F35% were 0.41/yr and 0.34/yr for kutum and 0.36/yr and 0.33/yr for golden grey mullet, respectively. Stock enhancement plays an important role in recovery of kutum stocks in the Iranian coastal waters of Caspian Sea. There is a significantly negative correlation between fingerlings released and condition factor (CF) and recruitment and CF. The different trends for fingerlings, recruitments and CF suggest that CF may be partly density-dependent, declining at high population sizes due to intra-specific competition. Therefore, more research should be conducted to determine the desirable level of artificial propagation. Food consumed by fish species, Rutilus frisii kutum, Rutilus rutilus caspicus, Cyprinus carpio, Liza auratus and Liza saliens were included Foraminifera, Porifera, Annelida, Mollusca, Arthropoda, filamentous algae, fish eggs and detritus.The results showed that Rutilusfrisii kutum generally feed on Balanus and Cerastorderma. The main food item for Cyprinuscarpio, Liza auratus and Liza salienswas detritus. Based on available models, the ABCs were estimated as 6600-7400 mt for kutum and 2200-2800 mt for golden grey mullet (with precautionary approach 6600 mt and 2200 mt for kutum and mullet, respectively) in 2011-12. Two species (kutum and golden grey mullet) are vulnerable to environmental factors, and these factors should be considered in the stock assessment and management of the fish. For two species, the ABC with a lower andmore accurate value based onmore information, should be selectedfor the implementation of a precautionary management approach