Abstract
Maagkanker (GC) blijft een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit wereldwijd en er is dus een duidelijke behoefte om te zoeken voor meer gevoelige vroegtijdige diagnose biomarkers. We voerden een systematische review van acht gepubliceerde miRNA profilering studies die GC weefsels met aangrenzende goedaardige weefsels vergeleken. Een miRNA ranking systeem werd gebruikt dat de frequentie van vergelijkingen, de richting van de differentiële expressie en de totale omvang steekproef in aanmerking genomen. We identificeerden vijf miRNAs die het meest consistent werden gemeld te worden opgereguleerd (miR-21, miR-106b, miR-17, miR-18a en miR-20a) en twee miRNAs die werden neerwaarts gereguleerd (miR-378 en miR-638). Zes hiervan werden verder gevalideerd in 32 gepaarde sets van GC en aangrenzende goedaardige weefselmonsters middels real-time PCR. MiR-21, miR-106b, miR-17, miR-18a en miR-20a werden bevestigd aan upregulatedin GC weefsels, terwijl de expressie van miR-378 was afgenomen. Bovendien vonden we een significant verband tussen de expressie van miR-21, miR-106b, miR-17, miR-18a en miR-20a en klinisch-pathologische kenmerken van GC. Deze miRNAs kunnen worden gebruikt voor diagnostische en /of prognostische biomarkers voor GC en daarom tijdig nader onderzoek
Citation:. Wang J-L, Hu Y, Kong X, Wang Z-H, Chen H-Y, Xu J, et al. (2013) Kandidaat microRNA Biomarkers in Human maagkanker: een systematische review en Validatie studie. PLoS ONE 8 (9): e73683. doi: 10.1371 /journal.pone.0073683
Uitgever: William CS. Cho, Queen Elizabeth Hospital, Hong Kong
Ontvangen: 16 mei 2013; Aanvaard: 19 juli 2013; Gepubliceerd: 9 september 2013
Copyright: © 2013 Wang et al. Dit is een open-access artikel gedistribueerd onder de voorwaarden van de Creative Commons Attribution License, die onbeperkt gebruik, distributie en reproductie maakt in elk medium, op voorwaarde dat de oorspronkelijke auteur en de bron worden gecrediteerd
Financiering:. Dit werk werd ondersteund door subsidies van de National Natural Science Foundation van Key Program (nr 30830055), het ministerie van volksgezondheid, China (No. 200.802.094), het ministerie van Onderwijs (No. 20090073110077) naar Fang JY, en de dokter Innovation Foundation van Shanghai Jiao Tong University School of Medicine (No. BXJ201219) Wang JL. De financiers hadden geen rol in de studie design, het verzamelen van gegevens en analyse, besluit te publiceren, of de voorbereiding van het manuscript
Competing belangen:.. De auteurs hebben verklaard dat er geen tegenstrijdige belangen bestaan
Introductie
Ondanks recente afname in de incidentie van maagkanker (GC) [1], blijft een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit wereldwijd, vooral in Oost Azië. Een totaal van een miljoen nieuwe gevallen van GC deed zich voor in 2008, met 738.000 doden [2]. Dit vertegenwoordigt 8% van de totale kankergevallen en 10% van de totale sterfte. Hoewel endoscopie de vroege stadia van GC kan detecteren, worden de meeste gevallen nog gediagnosticeerd in een vergevorderd stadium, hetgeen resulteert in een slechte prognose [3]. De 5-jaars overleving voor GC gevallen stadium II varieert van 30% tot 50%, maar daalt tot tussen 10% en 25% voor patiënten met stadium III [4]. Hoewel endoscopische technieken snel ontwikkelen, hun waarde voor de vroege opsporing van GC is beperkt te wijten aan een gebrek aan gevoeligheid, hoge kosten en ongemak. Nieuwe diagnostische en prognostische biomarkers voor GC worden daarom dringend noodzakelijk.
MicroRNA (miRNA) zijn kort niet-coderende RNA-moleculen van 19-25 nt. Ze reguleren genexpressie op post- translationele niveau geleiden van de RNA-geïnduceerd silencing complex miRNA doelplaatsen in ongetranslateerde regio van mRNA de 3 ', waardoor mRNA afbraak of de remming van translatie [5]. Eerdere studies hebben aangetoond dat verschillende miRNAs afwijkend uitgedrukt in vele soorten kankers en miRNA expressie profilering heeft bepaalde miRNAs worden geassocieerd met tumorgroei, progressie en respons op therapie getoond. Ze zijn derhalve goede kandidaten voor gebruik als diagnostische, prognostische en predictieve biomarkers [6].
diverse studies uitgevoerd om te zoeken naar biomarkers door het identificeren van de differentiële expressie van miRNAs tussen monsters GC weefsel en overeenkomstige niet-tumor maag weefsel van dezelfde patiënt [7] - [14]. Deze studies hebben geleid tot de identificatie van differentieel tot expressie honderden miRNAs. Veel van deze kans op valse positieven, en slechts een klein deel kan worden gebruikt als diagnostische of prognostische biomarkers. Een logische aanpak belangrijke miRNAs onderscheiden van een groot aantal kandidaat miRNA lijsten is het zoeken naar het snijpunt van miRNAs die in meerdere onafhankelijke studies [15]. Hoewel deze methode is geworden toenemend populair [15], [16], [17], geen gepubliceerde studie de snijpunten van GC-gerelateerde miRNAs gebaseerd op een groot aantal miRNA expressieprofielen studies geïdentificeerd.
Wij hebben deze systematische review van de belangrijkste differentieel tot expressie miRNAs die consequent hebben gemeld in een reeks onafhankelijke miRNA expressie profilering studies in GC patiënten te identificeren. Bovendien hebben we verder gevalideerd enkele miRNAs die waren meest up- of neerwaarts gereguleerd middels real-time PCR in 32 paren GC en naburige niet-tumorweefselmonsters afgestemd.
ethiek Verklaring
het onderzoek werd goedgekeurd door de ethische commissie van de Shanghai Jiaotong University School of Medicine, en schriftelijke toestemming werd verkregen van alle patiënten in de studie.
Zoeken Strategy
Potentiële studies gepubliceerd in het Engels werden verzameld uit Medline met behulp van de volgende trefwoorden: 'miRNA' OR 'microRNA' OR 'miR', 'maag' OR 'buik', 'profiling' OR 'microarray'. Lijsten van referenties van review artikelen en originele artikelen werden handmatig gezocht naar aanvullende publicaties.
Voor een onderzoek te worden opgenomen in deze systematische review, verschillende criteria moest worden voldaan : 1) studies moest miRNA profilering studies met GC patiënten; 2) studies moest GC weefsels en hun overeenkomstige naburige niet-tumorweefsels voor vergelijkingen; 3) methoden moest miRNA microarray technieken omvatten. Bovendien enige full-text publicaties in het Engels werden opgenomen. De profilering studies GC cellijnen of serummonsters die van GC patiënten die GC biopten van tumoren met verschillende stadia van de ziekte vergeleken en die verschillende miRNA technologieën zijn niet inbegrepen. Overzichtsartikelen werden ook niet opgenomen in deze systematische beoordeling.
differentieel tot expressie miRNAs werden geïdentificeerd uit elke opgenomen profilering studie. Relevante informatie werd vastgesteld (dat wil zeggen, chromosomale locatie, pre-miRNA lengte, rijpe miRNA volgorde en de mogelijke doelwitten van de miRNAs) en ontbrekende informatie werd geïdentificeerd uit de miRBase database (www. Mirbase.org/) en Pubmed.
Ranking
Elke opgenomen profiling studie [7] - [14] voorzien van een lijst van differentieel tot expressie miRNAs (tabel S1). Griffith en Chan een methode ontwikkeld om potentiële moleculaire biomarkers rang voor vergelijkingsgroepen [16], [17], die is gebruikt voor miRNA profilering studies. Bijvoorbeeld Ma et al. [15] die de snijpunten van colorectale kanker gerelateerde miRNAs gebaseerd op een groot aantal miRNA profilering studies. Dus de criteria voor de literatuur in de huidige systematische waren gebaseerd op die in hun rapporten [15]. MiRNAs werden gerangschikt aan de criteria in de volgende volgorde van belangrijkheid: (i) de miRNA werd consequent gerapporteerd als differentieel tot expressie in een consistente richting van de verandering; (Ii) de frequentie van het miRNA werd gemeld in de microarray studies; (Iii) de totale steekproef voor elke consistente gemeld miRNAs.
Om de profiling resultaten, 32 verse GC weefsels en hun gepaarde non-tumor maag valideren weefsels werden verkregen uit de Renji Hospital, verbonden aan de Shanghai Jiaotong University School of Medicine. Totaal RNA werd geëxtraheerd uit 32 paren van overeenkomstige humane GC specimens (waaronder kanker en aangrenzende goedaardige weefsels) middels TRIzol reagens (Invitrogen). De RNA-concentratie en zuiverheid werd gemeten met Nanodrop ND-2000, en de ultravioletabsorptie meetmethode werd toegepast om de zuiverheid van het RNA, alleen de A260 /A280 ligt tussen 1,80-2,00 en A260 /A230 >detecteren, 1,7, werden gebruikt voor het laatste experiment, anders het RNA worden opnieuw geëxtraheerd. Reverse transcriptie van 3 ug RNA werd uitgevoerd usingAll-in-OneTM First-Strand cDNA Synthesis Kit (Genecopoeia, Guangzhou, China), volgens het protocol van de fabrikant. In het kort werd de bereide RNA reverse transcriptiereactie oplossing geïncubeerd bij 37 ° C gedurende 60 minuten en 5 minuten beëindigd bij 85 ° C en vervolgens bij -20 ° C voor verdere analyse opgeslagen. Kwantitatieve PCR (qPCR) werd uitgevoerd met een ABI Prism 7900HT Sequence Detection System (Applied Biosystems, USA) met SYBR Premix Ex Taq II (Takara). De primers (miR-21-5p, miR-106b-5p, miR-17-5p, miR-18a-5p, miR-20a-5p en miR-378-5p), waaronder U6 werden verkregen van Genecopoeia (Guangzhou, China) . Kwantificering werd berekend met behulp van de 2 -ΔΔCT methode en wordt gepresenteerd als genormaliseerd patroon.
De resultaten werden geanalyseerd met behulp van SAS 9.2 software (SAS Institute Inc. USA). Gegevens zijn weergegeven als gemiddelden ± SD. t-test Student's werd gebruikt om waarden te vergelijken tussen twee onafhankelijke groepen.
Resultaten
Literature Selection en Studie Kenmerken
Een totaal van 104 studies werden gezocht in Pubmed met behulp van onze zoektocht strategie, 73 daarvan werden uitgesloten na het screenen van de titels en abstracts. 23 studies werden uitgesloten na de volledige tekst te lezen. Slechts acht studies werden uiteindelijk opgenomen in deze systematische review. De gedetailleerde studie selectie is getoond in figuur 1. De gedetailleerde eigenschappen van elk onderzoek zijn in tabel 1
differentieel tot expressie miRNAs
Totaal 223 miRNAs differentieel tot expressie werden bij de acht microarray studies (verschillend tot expressie miRNAs in elke studie werden in tabel S1); 124 werden opgereguleerd in GC en 99 werden gedownreguleerd. Onder de 223 differentieel tot expressie miRNAs, 48 werden bij ten minste twee onderzoeken; 39 (81,3%) had een consistente richting en negen (18,7%) had een inconsistente richting veranderde expressie. Onder de voormalige 39, 20 werden opgereguleerd in GC, en 19 werden neerwaarts gereguleerd. Drie van deze miRNAs werden gemeld in vijf microarray studies (miR-21, miR-106b en miR-378), vier werden gemeld in vier studies (miR-17, miR-18a, miR-20a en miR-638), en zeven werden gerapporteerd in drie studies (miR-19a, miR-20b, miR-25, miR-30d, miR-923, miR-375 en miR-148a). Hun chromosomale locaties, pre-miRNA lengte, rijpe sequenties en de potentiële doelen zijn opgenomen in de tabellen 2-4.
Om de expressie van de zes valideren meest consistent gemeld miRNAs (miR-21, miR-106b, miR-17, miR-18a, miR-20a en miR-378) werden de expressie van deze miRNAs in GC biopsies en aangrenzende goedaardige weefsels vergeleken in 32 gevallen van GC met behulp real-time PCR. De ruwe Ct waarden van de zes miRNAs worden getoond in tabel S2.The resultaten toonden aan dat miR-378 werd downgereguleerd in GC weefsels, terwijl de andere vijf miRNAs (miR-21, miR-106b, miR-17, miR-18a en miR -20a) werden opgereguleerd in GC (figuur 2). De resultaten kwamen overeen met die van de oorspronkelijke profiling studies. Verder hebben we de relatie tussen de expressie van deze miRNAs met de klinische en pathologische kenmerken van GC. We vonden dat de expressie van miR-21 was significant hoger in geval van GC gevallen met grotere tumor grootte (≥8 cm), slechte differentiatie en métastase met betrokkenheid van de lymfeklieren en de latere fase. MiR-106b, miR-17 en miR-18a niveaus waren significant hoger in slecht gedifferentieerde GC, gevallen met betrokkenheid van de lymfeklieren, of te laat stadium van de ziekte, terwijl miR-20a niveaus waren significant hoger in geval van GC met betrokkenheid van de lymfeklieren. Er werd echter geen relatie gevonden tussen de expressie van miR-378 en de klinisch-pathologische kenmerken van GC. Deze resultaten zijn beschreven in Tabel 5.
Discussie
miRNA microarray studies hoeveelheden informatie, maar met een gemeenschappelijk nadeel is het gebrek aan consistentie tussen de verschillende studies. Volgens de verslagen van Griffith et al. en Chan et al. [16], [17], een logische oplossing voor dit probleem zou zijn het bepalen van de samenhang tussen de verschillende onderzoeken werden verschillende microarray platforms. Verschillende systematische reviews [15] - [17] deze methode hebben gebruikt om differentieel tot expressie van genen of miRNAs bij diverse ziektebeelden vast te stellen. Toepassen van een soortgelijke werkwijze, observeerden we dat in totaal 48 differentieel tot expressie miRNAs werden gerapporteerd in ten minste twee onafhankelijke studies over acht GC miRNA profilering studies [7] - [14]. Hiervan werden 39 miRNAs gemeld te worden veranderd in een consistente richting, terwijl de bevindingen voor negen waren inconsistent. Onder de 39 miRNAs die consistent veranderingen hadden, werden 20 miRNAs consequent opgereguleerd in GC, vergeleken met goedaardige maag weefsel, en 19 werden consistent downregulated in GC. We identificeerden de vijf miRNAs die het meest consistent werden opgereguleerd (miR-21, miR-106a, miR-17, miR-18a en miR-20a) en twee meest consistent gedownreguleerd (miR-378 en miR-638) in ten minste vier profielen studies. Dan, gevalideerde we deze bevindingen met behulp van real-time PCR, waarin de bevindingen van deze systematische review verder ondersteund. We hebben ook vastgesteld dat de expressie van deze miRNAs gecorreleerd met de klinische en pathologische kenmerken van GC, hetgeen suggereerde dat deze miRNAs nuttig als biomarkers voor GC kan zijn.
Een van de meest consistent gerapporteerd opgereguleerd miRNA in onze systematic review was miR -21, waarbij expressie en oncogene activiteit veranderd in verschillende menselijke kankers. Cui et al. [18] liet zien dat de expressie van miR-21 was significant hoger in vergelijking met GC weefsel aangrenzend normaal weefsel. De expressie van miR-21 is ook gevonden hoger bij patiënten met GC met lymfeknoop metastase dan die zonder, en was ook significant gecorreleerd met de histologische tumortype en pTNM fase [19], die werd bevestigd door onze studie. Bovendien, hogere expressieniveaus van miR-21 voorspelde slechte overleving in patiënten met GC [19]. Andere studies hebben aangetoond dat miR-21 tumor proliferatie en invasie kunnen bevorderen GC door het onderdrukken van de expressie van PTEN of PDCD4 [20], [21]. Daarnaast hebben eerdere studies bleek ook oncogene activiteit van miR-21 in colorectale kanker [22], borstkanker [23] en slokdarmkanker [24].
MiR-106b werd consistent gerapporteerd als opgereguleerd in miRNA GC weefsel door deze en eerdere studies [14], [25]. De hoge expressie van miR-106b is eerder geassocieerd met lymfeklier [25], [26], en dit werd bevestigd in onze studie. Kim et al. [27] bleek dat miR-106b de oncogene activiteit kan uitoefenen door het onderdrukken van p21 expressie in GC. MiR-106b kunnen epitheliale naar mesenchymale transitie (EMT) en een tumor-initiërende cel fenotype in borstkanker te induceren doelwit Smad7 en Six1 en activerende TGF-β signalering [28]. Ook kan bevorderen celproliferatie in humane hepatocellulaire carcinoom door neerwaarts reguleren van de expressie van APC [29].
MiR-17 heeft oncogene activiteit bekend bij de mens, en is opgereguleerd in 77,2% van weefselmonsters van GC vergeleken met aangrenzend normaal maagweefsel. Het bevordert celcyclus remmen en apoptose in GC doelwit p21 en p53INP1 (tumor eiwit p53-geïnduceerde kerneiwit 1) [30]. Circulerende niveaus van miR-17 worden verhoogd in patiënten GC, en de concentratie van miR-17 significant geassocieerd met het TNM stadium en graad van GC [31]. Echter, ons onderzoek bleek dat de expressie van miR-17a groter in de gevallen van GC geen lymfeklieren metastase dan met lymfeklieren, die het gevolg van de kleine steekproef in ons onderzoek zijn geweest. De hoge expressie van miR-17 significant gecorreleerd met slechte overleving resultaten [31]. Eerdere studies hebben ook gevonden dat miR-17 heeft oncogene activiteit colorectale kanker [32], borstkanker [33] en pancreaskanker [34].
MiR-18a werd opgereguleerd in vier studies in deze systematische review, en staat bekend om oncogene activiteit bij de mens. Wu et al. [35] blijkt dat de expressie van miR-18a aanzienlijk GC weefsel werd opgereguleerd vergeleken met normaal maagweefsel, en direct richten PIAS3 (eiwitremmer van geactiveerde signaal transducer en activator van transcriptie 3) en is positief gecorreleerd met niveaus van survivine, Bcl-xl en c-myc. Bovendien heeft de opregulatie van miR-18a gemeld nasofarynxcarcinoom [36], pancreaskanker [37], hepatocellulair carcinoom [38] en borstkanker [39].
Mir-20a is een miRNA met oncogeen activiteit en werd opgereguleerd in vier studies in deze literatuur. Het is aangetoond dat het circulerende niveau van miR-20a aanzienlijk verhoogd in GC patiënten vergeleken met gezonde controles, en dit is significant geassocieerd met het stadium en graad van de tumor [31], [40]. Onze studie vond ook dat miR-20a aanzienlijk werd verhoogd in GC weefsels en was significant geassocieerd met lymfeklieren metastase. Bovendien heeft de opregulatie van miR-20a eerder gevonden bij baarmoederhalskanker, prostaatkanker en eierstokkanker en dit miRNA kan de celproliferatie of invasie van deze kankers bevorderen [41] -. [43]
De meest consistent downregulated miRNA in deze systematische review was miR-378, die bleek te zijn neerwaarts gereguleerd in vijf studies. MiR-378 is aangetoond dat anti-oncogene activiteit bij mensen [44] hebben. De exogene expressie van miR-378 aanzienlijk onderdrukt de proliferatie van cellen door GC onderdrukken CDK6 en VEGF signalering [44]. In onze studie, hoewel we vonden dat de expressie van miR-378 werd downgereguleerd in GC weefsels, werd geen relatie gevonden tussen de expressie van miR-378 en de klinische en pathologische kenmerken van GC. Dit kan zijn vanwege de kleine steekproef van deze studie. Het is ook gemeld dat miR-378 aanzienlijk neerwaarts gereguleerd in colorectale kanker, en kan een belangrijke tumor suppressor rol spelen in deze vorm van kanker [45]. Echter, andere studies bleek dat miR-378 oncogene activiteit in andere soorten kanker kunnen hebben [46] - [49]. Daarom is de exacte rol van miR-378 in carcinogenese moet verder worden toegelicht.
Verder vonden we ook dat sommige van de kandidaat-miRNAs geïdentificeerd in onze studie slso werden geïdentificeerd als serum biomarkers in diverse vormen van kanker. Zo werd serum miR-21 significant verhoogde perioperatieve serum van adenomen en colorectale kanker (CRC) en een onafhankelijke prognostische marker voor CRC [50], [51]; Plasma miR-106b, samen met miR-20a en miR-221 het potentieel hebben als nieuwe biomarkers voor de vroege opsporing van maagkanker [40]; Circulerend miR-17 kan gebruikt worden als een nieuwe niet-invasieve biomarker voor nasofarynxcarcinoom [52], maagkanker [53] en CRC [54]; Serum miR-18a kan worden gebruikt als een nieuwe biomarker bij borstkanker [55], colorectale kanker [56], hepatocellulair carcinoom [57] en pancreaskanker [58]; Circulerende miR-378 kan worden gebruikt als een biomarker niercelcarcinoom [59] en maagkanker [60]. Deze studies verder bevestigde het belang van de indentified miRNAs, en kunnen het toepassingsgebied van deze miRNAs uit te breiden.
Tot slot, onze systematische beoordeling identificeerde vijf opgereguleerd miRNAs (miR-21, miR-106b, miR-17, miR-18a en miR-20a) en één gedownreguleerd miRNA (miR-378) dat potentiële nieuwe biomarkers voor GC zijn. Deze miRNAs is aangetoond dat diagnostische en /of prognostische potentieel voor deze kanker en garandeert verder onderzoek. Verdere studies die zich richten op deze miRNAs zal bijdragen aan een panel van diagnostische en prognostische GC biomarkers te bepalen met de juiste mate van gevoeligheid en specificiteit.
Dankwoord
Wij danken Miss Wei-Feng Qu voor haar uitstekende redactionele werk.
Studie werpt licht op de oorzaken van slopende darmpijn
Bacteriofagen kunnen E. coli behandelen zonder de darm te beschadigen,
Omgaan met coeliakie
Lekkende darm en microbiële dysbiose kunnen bijdragen aan cytokinestorm in ernstig zieke COVID-19-gevallen
Wetenschappers veranderen bloed van type A in universeel type O,
Studie beschrijft initiële baseline gezonde darmmicrobioom-database en overvloedprofiel
Orale seks kan bacteriële vaginose veroorzaken
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift PLOS Biologie heeft aangetoond dat diverse microbiële populaties vaginale kolonisatie van pathogenen kunnen vergemakkelijken, wat op zijn beurt de k
Nieuwe studie kan dodelijke infecties bij baby's helpen voorkomen
Premature babys geboren vóór de 28-30 weken van hun leven lopen een hoog risico op veel complicaties, waaronder de kans om te overlijden aan een infectie die in de darm begint, is zeer groot. Een nieu
Plantaardig dieet kan je reumatoïde artritis genezen
Volgens de laatste recensie, het aannemen van een plantaardig dieet zou de gezwollen gewrichten en pijn van reumatoïde artritis (RA) goed kunnen verlichten. RA is auto-immuun van oorsprong, een pijn