PLoS ONE: genske ekspresije Potpisi mogu razlikovati rak želuca razreda i Stages

Sažetak pregled

Microarray genske ekspresije podataka 54 upareni raka želuca i susjednih noncancerous želučanog tkiva analizirani su, s ciljem da se uspostavi potpisa genskih razreda raka (dobro, moderately-, poorly- ili ne-diferencirane) i stupnja (i, II, III i IV), koje su utvrđene od strane patologa. Naš statistička analiza dovela do identifikacije brojnih kombinacija gena čija ekspresija uzorci služe i potpisima različitih razreda i različitim fazama raka želuca. Potpis 19-gen je pronašao da su svakoj snage između visoke i niske razreda želučanog karcinoma u cjelini, uz ukupnu točnost klasifikacije na 79,6%. Prošireni ploča 198-gen omogućuje slojevitost od raka u četiri razreda i kontrole, što dovodi do sveukupnog sporazuma klasifikaciji 74,2% između svaki razred odrede patologa i naše predviđanje. Dva potpisa za uprizorenje raka, koji se sastoji od 10 gena i 9 gena, odnosno, osigurati visoku klasifikacije točnosti, na 90,0% i 84,0%, među early-, raka u uznapredovalom stadiju i kontrole. Funkcionalna i put analize na ove potpis geni otkrivaju značajnu relevantnost dobivenih potpisa na ocjenama i progresiju raka. Koliko je nama poznato, ovo je prva studija o identifikaciji gena čija ekspresija obrasci mogu poslužiti kao markeri za razrede od raka i fazama pregled

Izvor:. Cui J, Li F, Wang G, Fang X, Puett JD, Xu Y (2011) genske ekspresije Potpisi mogu razlikovati rak želuca razreda i faze. PLoS ONE 6 (3): e17819. doi: 10,1371 /journal.pone.0017819 pregled

Urednik: Amanda Toland, Ohio State University Medical Center, Sjedinjene Američke Države pregled

Primljeno: 24. studenog 2010; Prihvaćeno: 9 veljače 2011; Objavljeno: 18. ožujka 2011 pregled

Copyright: © 2011 Cui i sur. Ovo je otvorenog pristupa članak distribuirati pod uvjetima Creative Commons Imenovanje License, koja omogućuje neograničeno korištenje, distribuciju i reprodukciju u bilo kojem mediju, pod uvjetom da je izvorni autor i izvor su zaslužan

financiranja. Ova studija je podržan u sklopu Nacionalne zaklade za znanost (DEB-0830024, dBI-0542119), National Institutes of Health (1R01GM075331), a "Distinguished Scholar" grant od Gruzije Cancer koalicije, te sjemena fonda zajednički od predsjednika Venture fond i Ured potpredsjednika za istraživanja Sveučilišta Georgia. U financijeri nisu imali ulogu u studiju dizajna, prikupljanja i analize podataka, Odluka o objavi, ili pripremu rukopisa pregled

U konkurenciji interese.. Autori su izjavili da ne postoje suprotstavljeni interesi pregled

Uvod pregled

Rak ocjenjivanje je mjera od raka u malignosti i agresivnosti. Popularna sustav ocjenjivanja koristi četiri razine malignosti (G1-G4), reflektirajući kombinirani razinu stanične izgled abnormalnosti, odstupanja u stopu rasta od normalnih stanica i stupanj invazivnosti i širenje. Ove patološke mjere utvrđeno da je u općem skladu s razinom staničnu diferencijaciju (American Zajedničke komisije o Raku) [1]. Stoga {G1, G2, G3, G4} se također spominju kao dobro, moderately-, poorly- i UN-diferencirana, respektivno. Kao i sada, nije bilo univerzalni sustav ocjenjivanja za sve vrste raka. Umjesto toga, različiti sustavi ocjenjivanja predloženi su za različite oblike raka. Na primjer, Gleason sustav [2] je vjerojatno najpoznatiji za ocjenjivanje stanice adenokarcinoma kod raka prostate dok je sustav Bloom-Richardson [3] se koristi za karcinom dojke, a Fuhrman sustava [4] se koristi za rak bubrega . pregled

rak želuca, drugi vodeći uzrok smrti od raka povezane s cijelom svijetu, osobito učestala u azijskim zemljama, uključujući i Kine, Koreje i Japana. [5] U SAD-u, to je asimptomatska bolest imala ~21,500 novih slučajeva u 2008. godini, zajedno s 10.800 umrlih [6]. Za razliku od drugih vrsta raka, raka želuca još uvijek nema općeprihvaćeno razrednu shemu. Ocjenjivanje je uglavnom učinjeno na temelju već opće smjernice rak ocjenjivanja iz organizacija poput američke Zajedničkog povjerenstva za rak. Postoji nekoliko sustavi za razvrstavanje želučanog karcinoma u histoloških podtipova, uključujući i one od Lauren [7], Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) [8] i Goseki, et al. [9], [10], koji definiraju podtipove prema strukturnim značajkama, raka histopatološkim pojava stanica i razina sluzi, respektivno. Međutim, to je u velikoj mjeri sporno u vezi da li bilo koji od ovih sustava je jako bitno na stupanj kancerogenost i izdržljivosti, tako da nije bio naširoko koristi za ocjenjivanje rak želuca [11]. Nepostojanje dobro uspostavljena sustav ocjenjivanja za rak želuca ostaje kao glavnu prepreku koči napredak u ovom području. Pregled

Predstavljamo računalni studiju ovdje, čiji je cilj identificirati niz gena čija ekspresija uzorci mogu dobro razlikovati među želučanog karcinoma različitih razreda, kao Oncotype DX, 21-gena ploča za identifikaciju niskog rizika od raka dojke [12]. Ovi geni, čiji je izraz obrasci razlikuju želučanog karcinoma različitih razreda, dati korisne informacije prema razvoju Gene Expression-based sustav ocjenjivanja za rak želuca. Osim toga, mi također predstaviti naše nalaze na ekspresiju gena obrazaca zajedničkih raka na različitim razvojnim stupnjevima, potencijalno služi kao molekularni potpisa za želučane uprizorenje raka. Pregled

Rezultati

A. Identifikacija gena s promjenama ekspresije povezane s ocjenama od raka

17,800 ljudskih gena su profilirani u ovoj studiji, koristeći Affymatrix eksona polja. Od uzoraka 54 raka, 8 su dobro diferencirani (WD), 9 umjereno diferencirani (MD), 35 slabo diferencirani (PD) i 2 nediferencirane (UD). pronađen je ukupno 452 gena koji se različito izražen kao određena pomoću sljedeće kriterije: razine ekspresije u raka i odgovarajući upravljački tkiva pokazuju barem dva puta promijeniti, a statističku značajnost, P pregled-vrijednost , da ima tu razinu promjena ekspresije je < 0,05 (vidi materijal i metode, imena gena navedeni su u tablici S1). Među 452 gena, 97 jedinstveno u UD, 62 u PD, 8 u MD i 16 jedinstveno u WD predstavljati osnovni set
od različito izraženim genima, koji su dosljedno identificirane primjenom različitih strategija razvrstava uporabom paired- uzorak informacije ili ne. Ovaj set sadrži gene koji posjeduju najviše dosljedna promjena ekspresije (više od 2 puta) u Raku u odnosu na Netlogu kontrole tkiva, koje se smatralo da različito izražena gene s visoka pouzdanost, dobivenim kroz više statističkih testova. Za razliku od toga, cijeli set od 452 gena predstavlja prošireni skup. Primijetili smo da postoji opći trend da se broj različito izraženi gena povećava kao rak želuca, u odnosu na normalno tkivo, više je slabo diferencirani, kao što je prikazano na slici 1. To opažanje je u skladu s našim općim znanjem koje less- diferencirani karcinomi imaju više različito izražene gene i zato su više agresivni; iznimka za WD, kao što je prikazano na slici 1, može odražavati male veličine WD i MD skupine. pregled

Nakon toga provjeriti da li su neki geni mogu imati svoj izraz promjene u korelaciji s ocjenama od raka. Da biste to učinili, mi smo izračunali koeficijent korelacije Kopljanik (cc) između prosječnog izražavanja svakog gena u svim uzorcima u svakom razredu i četiri razreda raka. Utvrđeno je da je izraz promjene 99 gena savršeno koreliraju s ocjenama WD-MD-PD-JS (| CC pregled | = 1, P pregled-vrijednost < 0,05) (vidi detalje u tablici S2). Među ove geni su POF1B pregled, MET pregled, CEACAM6 pregled, ZNF367 pregled, GKN1 pregled, LIPF
, SLC5A5 pregled, MUC13 pregled, CLDN1 pregled, MMP7 i ATP4A pregled, koji su svi poznati da se tumorom. Slika 2 prikazuje četiri primjera s bilo pozitivne ili negativne korelacije. Među njima, MUC13 pregled je prijavljen kao dobar marker za razinu diferencijacije gastrointestinalne sluznice [13]. Povećana ekspresija MUC13 je nađeno da inducira morfološke promjene uključujući rasipanja stanica kroz smetnje u funkciji molekula stanične adhezije [14]; dakle, povećana ekspresija uz diferencijacije može ukazivati ​​na pojačan adheziju stanica-stanica pregled

Primijetili smo da su geni sa svojim izrazom promjena u korelaciji s ocjenama od raka visoko obogaćeni među izlučenih ili membranskih proteina. (p-vrijednost 0,05) koji sudjeluju u više signalnih putova, kao što su erbB FAS, NOD-like receptora, PPAR i Wnt signaliziranja te stanične adhezije molekula (CAMs) i čvrstih veza. To nije iznenađujuće jer ti putevi biti uključeni u rast stanica i stanične smrti, kao i tumorske metastaze. Takve promjene u genske ekspresije obrascima tih putova, koje su uključene u prijenos signala i izvanstanične komunikacije, može dati naznake o napredovanju raka. Pregled

B. Identifikacija potpisa gena za ocjene raka pregled

Mi smo ispitali 452 diferencijalno-izraženih gena su, s ciljem da se identificiraju gene čija ekspresija uzoraka mogu, uz dobru točnost i pouzdanost, razlikovati želučanog karcinoma različitih razreda. Klasifikacija analiza (vidi Metode) najprije je provedena između dvije skupine raka (visoko i loše diferenciranim), a zatim proširen na pet skupina, tj četiri razreda raka i kontrole. Nosač vektor rublja (SVM) based regresivni značajka eliminacije pristup je primijenjen upotrebom linearnog kernel za klasifikaciju tumora (vidi Metode). Pregled

Na kraju, 19-gen skupina je identificiran koji može razlikovati visoko i slabo diferencirane karcinome s sveobuhvatnog sporazuma na 79,2%, na temelju izraza višestruki broj promjena u rak u odnosu na Netlogu kontrolnih tkiva. Slično, 198 gen skupina može razlikovati između četiri različita razreda raka i kontrolne skupine prema njihovoj gena, dovodeći do 74,2% ukupne točnosti klasifikacije. Oba seta gena su izabrani na temelju većinskog glasovanja (najmanje 70% dosljednost) shema iz rezultata klasifikacije na 500 kompleta nasumično uzeti uzorci od 54 uzoraka skupova, zajedno sa svojim značenjem rang (vidi Metode za detalje). Pregled

potpis 19-gen sastoji se od ADIPOQ, COL6A3, TNS1, SCN7A, DES, VIL1, COL3A1, C2orf40, SMYD1, ACTG2, MEIS1, C7, GPR174, SHCBP1, DUSP1, DNAJB5, HIATL1, IL17RB, a mast. Pogledamo li pobliže funkcionalnom označavanje tih gena pokazala je da su njihovi proteinski produkti uključeni u stanični rast i diferencijaciju (IL17RB, SMYD1, SHCBP1), pokretljivost stanica (ACTG2), angiogeneza i remodeliranje tkiva (ADIPOQ), karcinogeneze (ECRG4), matrice sinteza proteina (COL3A1, COL6A3), i drugi poput G proteinski vezanog receptora, 174 (GPR174) četkastim citoskeleta (VIL1), membranskog kompleksa (C7), i natrijevog kanala (SCn7A). pregled

17 iz od 19 gena, plus dodatnih 181 gena, tvore 198-gen grupu za čije ekspresije mogu razlikovati četiri razreda raka, kao i kontrola. Njihove funkcije obuhvaćaju staničnu diobu, imuni odgovor, prijenos signala i regulaciju transkripcije, osim gore navedenih kategorija. Sve u svemu, 39 od 99 gena razreda-u korelaciji su dio ove 198-gena potpisa, uključujući CLDN1, MUC13, VIL1, HIATL1, CDCA7, HIST1H2BM i masti (vidi potpuni popis u tablici S3). Pregled

dodatak ovom catch-all potpisa za pet puta klasifikaciji, također identificirani i analizirani razreda specifične genske potpise za svaki razred raka. Na primjer, LAPTM4B je jedan takav reprezentativan. Ovaj gen daje visoku točnost klasifikacije za Caner i kontrolne uzorke u WD skupini s AUC (površina ispod krivulje) = 0,97 (Slika 3). Korištenje 7,04 kao izraz prekidom, taj gen može dobro razlikovati rak iz kontrolnih uzoraka u WD skupini s osjetljivošću = 87,5% i specifičnost = 100%. Taj rezultat nije iznenađujuće jer je poznato da LAPTM4B je bitan za rast stanica i preživljavanje, a doreguliranje nađeno je da se usporede s razinom diferencijacije hepatocelularnog karcinoma [15]. Ukupno je 40 takvih potpis geni se nalaze posebno za WD skupine; 18, 20 i 255 su geni specifični za MD, PD i UD skupini, (vidjeti detalje u tablici S4). Pregled

Također smo identificirali jednog gena diskriminatora za svaki razred skupine protiv ostatka uzoraka, uključujući i kontrolu, kao što je sažeto u tablici 1. na primjer, potpisa za PD skupine uključuju gore regulirano gene, MYO1B pregled za WD; GKN2 pregled za MD; CTSA pregled za PD; i jedan gen dolje regulirano, RHOJ, pregled za UD grupi. Ove jednog gena diskriminiraju pokazuju značajne AUC, u rasponu od 0,76 do 0,99, dok su ukupni klasifikacija točnosti dobiti 5 puta niza cross-valjanosti od 70,0% do 97,0% za različite skupine. Naknadna potraga za k pregled -gene kombinacije (k = 2, 3, 4) za svaku od raka skupini od strane iscrpno prolazi kroz sve kombinacije k pregled -gene skupine također identificiran.

C. Identifikacija potpisa gena za patološku pozornici Netlogu

Korištenje slične analize onima od gore navedenih, identificirali smo potpise genskih ranom stadiju (stadij I + II) i napredni stadij raka (stadij III + IV). Tablica 2 naglašava najviše diskriminativne jednu genetskih markera, uz točnost klasifikacije u rasponu od 75,0% do 81,4%. Multi-gena potpisi su i provjereni za uprizorenje raka. Na primjer, dva potpisa pokazali su se posebno učinkovit u raka uprizorenja, odnosno 10-gena skupine I (CPS1 + DEFA5 + DES + DMN + GFRA3 + MUC17 + OR9G1 + REEP3 + TMED6 + TTN) i 9-gen skupina A (DPT + EIF1AX + FAM26D + IFITM2 + LOC401498 + OR2AE1 + PRRG1 + REEP3 + RTKN2) , koja se može razlikovati rano i napredne želučanog karcinoma od ostatka uzorka (uključujući kontrolne uzorke) sa sporazumima 90,0% i 84,0%, respektivno. Ukupna točnost klasifikacije u tri skupine, rano, napredni i kontrole, je 71,4%. Pregled

Funkcionalna analiza tih potpisa gena otkrio nešto zanimljivo. Na primjer, među proteinskim proizvodima ranoj fazi potpis gena, GFRA3
, MUC17
, OR9G1 pregled, REEP3 i TMED6 pregled su membranskih proteina , uglavnom receptora koji pretvaraju izvanstanične signale. DEFA5 pregled je mikrobicidno peptid vjeruje da se uključe u obrani domaćina koji je visoko izražen u ileumu [16]. CPS1 pregled, DES i TTN pregled sudjeluju u više metaboličkih procesa, mišićne funkcije i M fazi staničnog ciklusa mitotičkog, respektivno. Mi nagađaju da ti signaling- i imunološki vezani geni mogu predstavljati rano abnormalnosti stanica tkiva tijekom onkogcnczom općenito pregled

Nekoliko geni su otkrili da se u oba ocjenjivanju raka i inscenacije potpisa, kao što su CPS1., DES, GFRA3, TMED6 i DPT, što ukazuje na neku biološku relevantnost između diferencijacije i progresiju raka. Zatim smo ispitali da li je genska ekspresija inscenacije potpisa su povezane s patološkim fazama. Među njima, oni su vrlo tijesno povezane s različitim patološkim fazama su LANCL3 pregled, MFAP2 and PPA1 pregled (slika 4), pokazujući skladu Up-dolje-regulacije, odnosno, zajedno s napredovanjem raka.

D. Identifikacija diferencijalno-izraženih gena neovisno o ocjenama od raka i fazama pregled

Osim diferencijalne ekspresije specifične za određene podskupine karcinoma želuca, također smo ispitali je li neki geni su različito izraženi u rak želuca, općenito, bez obzira na ocjene i etape. 62 takvi geni su pronađeni uz dosljednu diferencijalne ekspresije od najmanje 2-slojnim promjene u rak u odnosu na pregled odgovarajućih referentnih tkiva. Primijetili smo da su uglavnom uključene u izvanstaničnim procesima kao što fokalne adhezije, CAM, čvrsti spoj, interakcije receptora citokinima citokina, te interakcije ECM-receptora, aktivaciju plazminogena kaskada, kao i signalnih puteva uključujući Wnt signaliziranja i signalizaciji integrina, koje relevantne za stanični rast i kontrolu proliferacije stanica. Tražim protiv naše in-house baze podataka (http://bioinfosrv1.bmb.uga.edu/DMarker/) koji uključuje javne skupove podataka Microarray od GEO [17], Oncomine [18] i SMD [19], koji pokrivaju više od 53 ljudskih bolesti, uključujući rak, otkrili smo da su diferencijalne ekspresije obrasci 15 gena su vrlo specifične za rak želuca, kao što GKN2, CLDN7, THY1, GIF i PGA4, dok većina drugih su općenito više vrsta raka. Na primjer, najopćenitiji one uključuju nekoliko članova obitelji kolagena gena (COL1A2, COL3A1 i COL1A1) je karcinoembrionski antigen povezanih stanica adhezijska molekula (CEACAM6) metaloproteinaza matriksa (MMP1, MMP7 i MMP12), topoizomeraze (TOP2A) i luči fosfoprotein (SPP1). pregled

Samo tri, CLDN7 pregled, CLDN1 i DPT pregled, od tih gena značajno razlikuju u svim razredima ili faze raka želuca. Možemo vidjeti iz slika 5A i 5B da i CLDN7 i CLDN1 pregled vrlo su izraženi u rak u odnosu na Netlogu kontrolnih uzoraka u svim razredima i fazama, uz umjereno povećanje ranih tkiva raka, a DPT pregled je lijepo regulirano u svim tim skupinama. Dosljedna ekspresije u svim podskupinama Rak se može ukazivati ​​da su ti geni sudjeluju u mnogim velikim biološkim putova uključenih u stvaranju i napredovanju raka. Kao što je dobro poznato, dva claudin proteini claudin-1 i claudin-7 su integralni membranski proteini presudno za formiranje čvrstih veza, održavanje stanice na stanicu adheziju i regulaciju paracellular i kroz stanicu transport otopljenih tvari preko humanog epitela i endotela, koji su s različitiom ekspresijom u različitim oblicima raka kao što je cervikalna neoplazije [20], karcinoma bubrega [21] i crijevne vrsta raka želuca [22]. Dermatopontin ( DPT pregled) predstavlja izvanstanični matriksni protein koji služi kao komunikacijske veze između kožnih fibroblasta stanične površine i njegove ekstracelularnog matriksa. Njegova smanjena ekspresija također je nađen u oba Liomiom uterusa i keloida. [23] RH je prikazano na slici 5C pokazuje da ti geni eventualno mogu koristiti kao djelotvorne markeri za dijagnozu raka želuca u cjelini. Pregled

E. Provjera identificirane potpisa na javnim skupovima podataka pregled

su provjereni Izraz obrasci naših identificiranih potpis gena protiv dviju javnih skupova podataka, naime, Kim pregled i Takeno pregled skupova podataka (vidjeti Materijali i metode), kako bi se utvrdilo na općenitost tih genskih potpisa. Kao što je prikazano na slici 6, raspodjela izraz razlika između naših podataka i Kim pregled, prijenos podataka je znatno podudaraju, što znači da je opća primjenjivost našim utvrđenih markera. Od 19 do 12 preklapanju gena iz gore navedenog razreda-korelirani i stage-u korelaciji liste gena, 10 i 5 pokazuju slične izraz obrazaca u karcinomima G1-2 /G3-4 ocjenama i I-IV stadija u Kim pregled podataka, odnosno, odražava visoku konzistentnost u ekspresije obrascima tih gena između različitih skupova uzoraka. pregled

Sve u svemu, naš 19-gen potpisa za ocjene raka izvodi i na Kim Netlogu podaci i dobio 78,0% točnost klasifikacije na 5-puta unakrsna validacija u smislu razlikovanja slabo od visoko diferenciranih karcinoma. Isto tako, dva stupnja potpisa (10 gena i 9-gena grupe) dobiti odgovarajuće točnosti od 84,0% i 76,0% u odnosu na Kim pregled podataka. potpis 198-gen nije provjerena jer je Kim pregled, prijenos podataka pruža samo sjedeća promjena umjesto sirovih podataka ekspresije. pregled

Zanimljivo, možemo primijetiti da postoji umjerena korelacija između ekspresije gena naših identificirani potpis grupe i rak ponavljanje temelji na peritonealnoj relapsa informacija Takeno podacima [24]. Naime, četiri potpisa, vjerojatnost od 19, 198-, 10- i 9-gena skupina, može predvidjeti peritonealnoj recidiv s ukupnom točnošću od 66,0%, 87,2%, 73,0% i 55,3%, odnosno, je razlikovanje između relapse- slobodni i peritonejsku-Relapse pacijenti u Takeno studiji [24]. pregled

Rasprava pregled

Microarray genske ekspresije analize na raka želuca su prethodno identificirani ekspresije gena obrasce za prognozu prognozu [25], [26] i opće dijagnoze raka [27], [28] (kao što je pregledao u tablici S6), ali nitko za želučane subtyping raka ili ocjenjivanje. Ovdje smo prikazali analizu na 54 parova raka i susjednih referentnih tkiva iz istog broja oboljelih od raka želuca, a identificirane molekularnih potpisa za razrede od raka i faze. Pregled

Poznato je da različite klasifikacije i genske analize selekcije može dovesti do različitih potpisa gena, što može predstavljati ozbiljan problem o stabilnosti i korisnosti izabranih potpisa gena. Za rješavanje ovog problema, uzeti su iscrpne pretrage za k-gena potpisa (K < = 4) u kombinaciji sa robusnim postupka odabira osobina s većinom glasova za k + 4, što osigurava stabilnost identificiranih potpis gena. S druge strane, zbog složene prirode raka genske ekspresije podataka o, opće uvjerenje je da različite tehnike klasifikacije može dovesti do različitih potpisa, ali je jednako važno kao i oni mogu odgovarati različitim putevima povezane s različitim aspektima raka , Pored ovih tehničkih odstupanja, ograničene veličine uzorka i heterogenost postojećeg među podskupinama raka istaknuti su kao druga glavnih faktora koji utječu na odabrane markere. Pregled

Na kraju, mi smo ovdje pokazano da je ekspresija gena uzoraka mogu se koristiti kao učinkovit potpisa za želučane ocjenjivanje raka i skele, kao i prognostičku predviđanja. Dvije vrste potpisa predloženo da služe različite dijagnostičke svrhe, a svaki prikazuje određenu važnost za rak kancerogenost i progresiju raka. Takvi pokušaji korištenja molekularne grade-a pozornice potpisa očekuje se da će imati koristi znatno razvoj personalizirane medicine i može dovesti do novih biljega u serumu. Pregled

Materijali i metode

uzorci tkiva pregled

Uzorci su uzeti iz primarnih malignih želučanog karcinoma u bolesnika koji nisu tretirani tijekom početne kirurškog zahvata na tri povezane bolnicama Jilin University College of medicine i Jilin Provincial Cancer Hospital, Changchun, Kina. Za svaki uzorak tkiva raka, uzorak odgovarajući referenca Tkivo se skupi od susjedne nekancerozno regije da kirurg reseciran kako bi se osigurala pozitivne granice. Svi uzorci su smrznuti u tekućem dušiku u roku od 10 minuta nakon izrezivanja i pohranjeni na -196C do ekstrakciju RNK. Za izolaciju RNA, korišteni su 100 lm dijelovi svakog uzorka. Pregled

Svi medicinsku dokumentaciju i profili od raka ispitana su kirurški patolog, i nije se histološka dijagnoza i TNM klasifikacija prema Worldwide zdravstvene organizacije (WHO) kriterijima i klasifikacijski sustav Međunarodne unije protiv raka. Referentni uzorci su podvrgnuti cjepidlaka histološku analizu jamčiti potpuni nestanak stanica raka. Pismeni informirani pristanak koji je dobiven od svih bolesnika, koji je odobren od strane Institutional Review Board na University of Georgia, Athens, Georgia, SAD i kineske IRB nadgledanje ljudskih subjekata u Jilin University College of Medicine i rak bolnice Jilin Provincial, Changchun Kina.

Detaljni podaci o pacijentu, kao što su dob, spol, histološkom tipu, diferencijalni stupanj, patološke fazi i povijesti korištenja alkohola /pušenje je navedena u tablici S5.
eksperimenti

mikropolja pregled

uzorci RNA su analizirani korištenjem GeneChip Human eksona 1,0 ST (Affymetrix), nakon protokolu detaljno opisanom u Genechip Expression Analiza Technical Manual (p /N 900.223) za eksperiment s poljem i ranije izvješća [29]. U nizovi su skenirani korištenjem GeneChip® Scanner 3000 sa GeneChip® operativni sustav (GCOS). Svi navedeni podaci MIAME popustljiv i sirovi podaci su pohranjeni u bazi podataka GEO (ID: GSE27342). Pregled

Microarray Analiza podataka pregled

Gene rezultati izraz sažeti su na temelju sirovina proba intenziteta koriste Robusna čipova Prosjek [30] i APT paket (http://www.affymetrix.com/partnerSupplementaryprograms/programs/developer/tools/powertools.affx), nakon tri glavna koraka, uključujući korekciju pozadine, kvantilnih normalizacije i log2 transformacije. Geni imaju vrlo nisku ekspresiju u oba raka i referentnim uzorcima su uklonjene; konkretno, gen uklonjen ako njegov maksimum (Expr.cancer, Expr.normal) pregled je bio ispod 4 (normalizirana intenzitet signala). pregled

Dvije različite strategije su primijenjene za procjenu gena značenje, ovisno nakon što su u odnosu uvjeti i da li zavisnim ili nezavisnim uzorcima treba koristiti. Za usporedbu karcinoma u odnosu na kontrolne skupine uzoraka, nesparenih testovi su provedeni istražiti ako se dvije grupe izraza su različiti, dok su upareni testovi primjenjuju ispitati konzistentnost ekspresije promjena u svim parovima. Osim Wilcoxonovim-rank testa, mi također primjenjuje još jedan jednostavan statistički test za otkrivanje gena s dosljednom diferencijalne ekspresije kod raka u odnosu na
referentni tkiva, kao što slijedi. Za svakog gena, K _{exp pregled, broj parova rak /referentnih tkiva čija je ekspresija preklopive promjene (FC) je veći od k pregled (npr k
= 2) je ispitan; ako exp pregled je manje od 0,05, gen se smatra P-vrijednost za promatrani K biti različito izražena kod većine parova raka i referentni tkiva (vidi popratne informacije). Naš izračunata P-vrijednost nije bila podešena na testiranje u više hipoteza kako bi se izbjegao bilo kakav gubitak gena koji mogu biti potencijalno učinkovita u sljedećem koraku klasifikacije. Pregled}

Izbor Gene i klasifikacija pregled

Za k -gene potpisa (k < = 4), proveli smo iscrpan potragu za svim kombinacijama k-gena među različito izraženim genima, identificirani iz prethodnog koraka, korištenjem linearnog SVM-based klasifikacijski pristup, a ukupna točnost ispitana je 5-struka križna validacija. Za k + 4, drugačiji pristup pomoću heuristički pretragu je primijenjen jer je iscrpna potraga je previše vremena da se praktično za naš problem. Detalji su kako slijedi. Pregled

Cijeli set izraz podaci nasumično podijeljeni u obuku i testovima, od kojih svaka sadrži polovina uzoraka. To se ponovi 500 puta generirati 500 kompleta trening /test podataka za za razvrstavanje. Linearni SVM je bio korišten za treniranje klasifikatora [31], [32]. Ona konstruira hiper-ravnina koja razdvaja dvije različite klase imaju vektora s maksimalnom razlikom. Ovaj hiper-ravnina je izgrađena po pronalaženju vektor w i varijable B koja minimizira, koja zadovoljava sljedeće uvjete:

za (uzorci raka) i, (normalni uzoraka). Ovdje je značajka vektor je indeks grupu, W je vektor okomit na hiper-ravnina, je udaljenost od hiper-ravnina na podrijetlo i je euklidska norma w. Nakon utvrđivanja w i b vrijednosti, s obzirom vektor x može se klasificirati pomoću; pozitivna ili negativna vrijednost ukazuje da je vektor x pripada pozitivnom ili negativnom klase, respektivno. Gene potpisi svakog seta treninga izabrani su pomoću rekurzivne procedure značajka eliminacije (RFE), što je omot koji odabire za predviđanje gene eliminirajući nisu predviđanje gena u skladu s funkcijom gena ranga koji nastaje iz klasifikacijskog sustava [33]. Rangiranje kriterij temelji se na promjeni funkcije cilja nakon uklanjanja svaki gen. Kako bi se poboljšala učinkovitost treninga, ovaj je cilj funkcija je prikazana kao funkcija cijene J pregled za i
th lice, izračunata je pomoću trening set je samo. Kada se gen uklonjen ili je njegova težina w _{i sveden na nulu, promjena u funkciji troška J (i) pregled daje. Slučaj odgovara uklanjanje i
th gen. Promjena u funkciji troškova označava udio gena do funkcije odlučivanja i služi kao pokazatelj gena rang. Pregled}

500 trening /test setovi su bili podijeljeni u 10 skupine uzoraka. tada je korišten Svaki uzorak skupina za dobivanje potpisa, na temelju većinskog glasovanja i vrednovanje gena ranga dosljednost 50 treninga i testovima. Na 10 različitih potpisa izvedeni iz 10 skupina su u odnosu na procjenu razine konzistentnosti među odabranim genima. U svakoj skupini, podskupovi gena su odabrani od strane RFE-SVM iz svakog seta treninga, a nastup na podskupove je procijenjena iz povezane testnog skupa. Za dobivanje gena rang kriterij dosljedno za sva iteracija, A RFE rang funkciju na svakom koraku iteracije je izvedena iz SVM klasifikatora koji je dao najbolju prosječnu točnost klasifikacije po testovima 50. Pregled

podaci Javne microarray raka želuca pregled

Dvije javne skupove podataka microarray su preuzete iz GEO baze podataka za komparativne studije, Kim pregled (GSE3438) i Takeno pregled (GSE15081) skupa podataka. Prvi [34] uključuje ekspresiju gena od 50 pacijenata oboljelih od raka želuca (iz Koreje) u različitim fazama i stupnju diferencijacije, koji je korišten za provjeru konzistentnost naših identificiranih potpisa. U Takeno podataka [24] uključuje 141 osnovnih želučanog tkiva raka nakon ljekovito operacije, s follow-up peritonejsku recidiva informacija. Ti skupovi podataka pružaju normalizirani omjer log2 tumora i normalnog izražavanja. Pregled

popratne podatke
tablica S1.
Statistika 452 gena koji su različito izraženi u bilo kojem skupini četiri razreda, koji se određuje prema sljedećim kriterijima: razina ekspresije kod raka i odgovarajući upravljački tkiva pokazuju barem dva puta promijeniti, a gušeći za statističke značajnosti ima ova razina promjena ekspresije je P pregled-vrijednost 0,05 pregled doi:. 10,1371 /journal.pone.0017819.s001 pregled (XLSX) pregled Tablica S2. pregled, 99 geni imaju svoj izraz mijenja se savršeno podudaraju s ocjenama WD-MD-PD-JS (| CC pregled | = 1, p pregled-vrijednost < 0,05). pregled doi: 10,1371 /journal.pone.0017819.s002 pregled (XLSX) pregled Tablica S3. pregled, popis imena genskih potpisa na 198-gena, među kojima 39 su gen razred-korelaciji. CC:. Koeficijent korelacije pregled doi: 10,1371 /journal.pone.0017819.s003 pregled (XLSX) pregled Tablica S4. pregled Spisak 40 potpisa gena koji se nalaze posebno za WD skupine; 18, 20 i 255 su geni specifični za MD, PD i UD skupini, odnosno pregled doi:. 10,1371 /journal.pone.0017819.s004 pregled (XLSX) pregled Tablica S5.