PLoS ONE: En Gene Expression underskrift ervervet Chemoresistance til Cisplatin og Fluorouracil Kombinasjon kjemoterapi hos pasienter med ventrikkelkreft

Abstract

Bakgrunn

Vi innledet en prospektiv studie for å identifisere transkripsjons endringer i forbindelse med ervervet kjemoterapi motstand fra pre- og post-biopsiprøver fra samme pasient og avdekke potensielle molekylære stier involvert i behandlingssvikt for å hjelpe terapeutiske alternativer.

metodikk /hovedfunnene

En prospektiv, høy gjennomstrømming transkripsjonen profilering studien ble utført ved hjelp av endoskopisk biopsiprøver fra 123 pasienter med metastatisk mage kreftpasienter før cisplatin og fluorouracil (CF) kombinasjonskjemoterapi. 22 pasienter som i utgangspunktet responderte på CF ble gjen biopsied etter at de utviklet resistens mot CF. En ervervet kjemoterapi motstand signaturen ble identifisert ved å analysere genuttrykk profiler fra matchet før og etter CF behandlet prøvene.

ervervet resistens signaturen ble i stand til å skille en egen kohort av 101 nydiagnostisert mage kreftpasienter i henhold til tid til progresjon etter CF. Hierarkisk clustering ved hjelp av en 633-genet ervervet resistens signatur (funksjonsvalg på P
< 0,01) separerte 101 forbehandling pasientprøver i to grupper med vesentlig forskjellige tider til progresjon (2,5 vs. 4,7 måneder). Denne 633-genet signatur inkluderte oppregulering av akt1
, EIF4B
, og RPS6 plakater (mTOR pathway), DNA reparasjon og narkotika metabolisme gener, og ble beriket for gener overexpressed i embryonale stamcelle signaturer. En 72-genet ervervet resistens signatur (en undergruppe av 633 gensignaturen også identifisert i ES-cellerelaterte gensettene) var en uavhengig prediktor for tid til progresjon (justert P
= 0,011) og overlevelse (justert P
= 0,034) av disse 101 pasientene.

Konklusjon /Betydning

Denne signaturen kan gi ny innsikt i å identifisere nye mål og terapier som kreves for å overvinne ervervet resistens av magekreft til CF.

Citation: Kim HK, Choi IJ, Kim CG, Kim HS, Oshima A, Michalowski A, et al. (2011) En Gene Expression underskrift ervervet Chemoresistance til Cisplatin og Fluorouracil Kombinasjon kjemoterapi hos pasienter med ventrikkelkreft. PLoS ONE 6 (2): e16694. doi: 10,1371 /journal.pone.0016694

Redaktør: Alfons Navarro, Universitetet i Barcelona, ​​Spania

mottatt: 10 september 2010; Godkjent: 24 desember 2010; Publisert: 18 februar 2011

Dette er en åpen tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Public Domain erklæring som fastslår at en gang plassert i det offentlige rom, dette arbeidet kan fritt kopieres, distribueres, overføres, endres, bygd på, eller brukes av alle for ethvert lovlig formål

Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet delvis av National Institutes of Health utført Program, Senter for Cancer Research, National Cancer Institute; av den koreanske National Cancer Center Grant 0910570 og av konvergerende Research Center Program gjennom departementet for utdanning, vitenskap og teknologi (2010K001121). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer

Innledning

Forstå hvordan svulster utvikler seg på et molekylært nivå for å overvinne den cytotoksiske effekten av kjemoterapi er et avgjørende skritt i å utvikle terapeutiske tilnærminger som vil hindre eller overvinne chemoresistance. Men på grunn av vanskelighetene med å skaffe serie tumor-biopsier fra pasienter på forskjellige stadier i terapi, identifisering av molekylære endringer som forekommer som tumorer blir resistente mot terapi har vært et irriterende problem. Serie samling av solide tumorprøver fra de samme pasientene har vært svært vanskelig i klinisk setting, men magekreft gir en unik mulighet for dette formålet, siden det ofte er i utgangspunktet lydhør overfor kjemoterapi og gjentatte endoscopies kan utføres for å overvåke tumor respons kjemoterapi.

I denne studien, endoskopiske biopsiprøver ble samlet inn fra mage kreftpasienter. Vi identifiserte en genuttrykk signatur for ervervet chemoresistance til cisplatin og fluorouracil (CF) kombinasjon kjemoterapi, ved å sammenligne prøver samlet inn før CF behandling med prøver tatt fra de samme pasientene på tidspunktet motstand mot CF utviklet basert på objektiv klinisk progresjon. Ved hjelp av denne tilnærmingen, kan vi identifisere molekylære kandidater som muligens kan føre til utvikling av nye og mer målrettede terapier for magekreft. Viktigere, fant vi også at en ervervet chemoresistance signatur kunne identifisere om nydiagnostiserte mage kreftpasienter vil ha en kort eller mer vedvarende respons CF terapi. Siden ervervet resistens signaturen er allerede sterkt representert i ikke-respondere, og at det er usannsynlig at mange uttrykket endringer som skjer på et globalt nivå ville utvikle seg i en forholdsvis kort periode av tid, våre resultater synes å støtte den konvensjonelle, klonal seleksjon modell for tumorprogresjon og kjøpte chemoresistance [1]. Identifisere biomarkører som skiller kreftpasienter som vil eller ikke vil ha nytte av cytostatika vil kraftig forbedre klinisk ledelse. Selv om studier med høy gjennomstrømming transkripsjon profilering av forbehandling biopsiprøver har forsøkt å identifisere slike prediktorer, har resultatene av disse prediktorer vært blandet [2]. Dels kan dette være på grunn av vanskelighetene med å identifisere robuste gen signaturer i svulster fra populasjoner med stor genetisk variasjon. Våre data tyder på at uttrykket-profilering av etter behandlingsperioden prøvene kan være et mulig alternativ tilnærming.

Noen studier har antydet at svulster som utvikler chemoresistance kan erverve visse egenskaper iboende til stamceller, og at kjemoterapi behandling fører til en samtidig berikelse av kreft stamceller in vitro product: [3]. Vi viser videre at ervervet resistens signatur er beriket for gener som tidligere er identifisert i embryonale stamceller (ES) celle uttrykk signaturer, videre tyder på at for magekreft oppstår chemoresistance fra utvalg av pre-eksisterende celler med bestemte stamcelleegenskaper.

Materialer og metoder

pasient~~POS=TRUNC periodisering og oppfølging

Dette er en del av en prospektiv studie godkjent av Institutional Review Board (IRB) av National Cancer Center Hospital i Goyang, Korea (NCCNHS01-003). Alle deltakerne signert en IRB-godkjent informert samtykke skjema. Valgbarhet for registrering i studien omfattet følgende parametre: 1) alder ≥ 18 år; 2) histologisk-bekreftet adenokarsinom i ventrikkel; 3) klinisk dokumentert fjernmetastaser; 4) andre enn magekreft ingen tidligere eller samtidig kreftformer; 5) ingen tidligere historie med kjemoterapi, enten adjuvant eller palliativ; og 6) tilfredsstillende funksjon av alle viktige organer. Pasienter som ble tapt for oppfølging før fullført 6 sykluser med kjemoterapi, med unntak for dokumentert progressiv sykdom, ble ekskludert fra analysene.

Vår prospektiv studie hadde 2 mål. Det første målet, som er fokus for en annen papir [4], var å utvikle et genomisk prediktor for innledende kjemoterapi respons ved å korrelere uttrykket profilering data fra forbehandling prøver med klinisk utfall ( iboende motstand studie
). Utvalgsstørrelsen av rettssaken var planlagt basert på denne første mål. For treningssettet, ble 91 hendelser anslått til å være nødvendig på α = 0,001, β = 0,05, τ (standardavvik på log intensitet) = 0,75, og δ (hasardratio forbundet med én enhet endring av log intensitet) = 2. Derfor ble 96 forbehandling samlet inn prøver fra august 2001 til januar 2005 som treningssettet (for iboende motstand studie
). En annen gruppe på 27 kvalifiserte pasienter ble innskrevet som matrisen validering kohorten mellom februar 2005 og april 2006, som omfatter 22 pasienter behandlet med CF, og 5 pasienter behandlet med cisplatin pluss oral kapecitabin (en fluorouracil pro-drug likestilles fluorouracil, CX ). CX behandling ble dokumentert å være terapeutisk tilsvarende CF diett for magekreft med spredning [5].

Det andre målet med vår prospektiv studie, som er forfulgt av analysene presenteres i denne artikkelen, var å identifisere en genekspresjon signatur for den oppkjøpte chemoresistance ved å sammenligne før og etter behandling prøver av de kliniske respondere ( ervervet resistens studie
). Etter en innledende endoskopisk biopsi, ble alle studie pasientene prospektivt behandlet og fulgt opp. Pasientene ble behandlet med cisplatin (60 mg /m ^{2, D1) i kombinasjon med enten fluorouracil (1 g /m 2 i 5 dager, n = 118) eller kapecitabin (Xeloda Roche, 1250 mg /m 2 ganger daglig i 2 uker; n = 5) 5 hver 3. uke. Kjemoterapi doser ble redusert avhengig toksisitet og pasientens allmenntilstand. Spesifikke doseregulering ordninger for påfølgende behandlingssyklus var på skjønn av behandlende onkolog. Behandlingen tidsplan for fluorouracil kan forkortes ved skjønn av onkolog fra fem til tre dager for eldre pasienter (≥ 70 år) eller pasienter med nedsatt allmenntilstand (Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) funksjonsstatus ≥2). Abdominal spiral computertomografi (CT) skanner ble utført for alle pasienter hver 3 sykluser med kjemoterapi ( vil si.
, 9 uker). Objektiv respons ble dokumentert for pasienter med målbar sykdom i henhold til Verdens helseorganisasjon (WHO) kriterier [6]. En delvis respons (PR) ble definert som mer enn en reduksjon i summen av produktene av de 2 største perpendikulære diametre av målbare lesjoner i minst 4 uker 50%, men en bekreftelses CT ikke ble rutinemessig utført 4 uker etter den første dokumentasjon av PR.}

det var 38 pasienter med PR blant 96 treningssett (av iboende motstand studie
). Pasienter med PR gikk en oppfølging biopsi på tidspunktet sykdomsprogresjon ble observert ( vil si.
, Progressiv sykdom i henhold til WHO-kriterier), referert til som "kjemoresistent stat". Tilstrekkelig biopsiprøver fra svulster i et kjemoresistent tilstand var tilgjengelig fra 22 pasienter med PR (57,9%). Chemoresistance statlige biopsiprøver av de andre 16 pasienter (42,1%) kunne ikke bli profilert på grunn av enten utilstrekkelig RNA kvantitet /kvalitet eller pasientenes avslag. Det var ingen forskjell i alder, kjønn, histologisk type, tid til progresjon (TTP) og total overlevelse mellom 22 re-biopsied pasienter og de andre 16 pasienter som hadde PR, men ble ikke re-vevsprøve. Prøvene ble samlet minst 2 uker etter siste dose av fluorouracil og Selge før andre kjemoterapi ble startet, for å minimere eventuelle akutte virkninger av rusmidler på uttrykk profil.

To stykker av grovt-normal mage mucosa vevsprøver ble også samlet inn fra antrum av 21 friske frivillige (Tabell S1).

Identifikasjon av en ervervet resistens signatur til CF

endoskopisk biopsi ble utført for å skaffe friske vevet . Fem til ti stykker av fersk tumorvev ble oppnådd fra ikke-nekrotisk del av tumor bruke store cup biopsitang med diameter 7,3 mm (Olympus FB-24K-1, Olympus, Tokyo, Japan). Deretter ble oppnådd friske vev ble frosset i flytende nitrogen i løpet av 15 min fra den første innhøstingen biopsi. Vevsprøver som inneholder minst 50% tumorceller ble bearbeidet for RNA som tidligere beskrevet [7]. Ett mikrogram av total RNA ble amplifisert og hybridisert til en HG-U133A patron array, i henhold til produsentens protokoll (Affymetrix, Santa Clara, CA). Alle uttrykk microarray data er tilgjengelig på Gene Expression Omnibus (GEO) Database (tiltredelse antall GSE14210, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo) [er, REVIEWER tilgang kun: http: //www.ncbi .nlm.nih.gov /geo /query /acc.cgi token = rtgnlocqoqeiwtw &? acc = GSE14210]. Genuttrykk microarray data ble normalisert ved Robust multichip Average (RMA) ved hjelp R2.6. Pre- og post CF uttrykk data fra 22 rebiopsied respondere ble normalisert uavhengig av uttrykk data fra en egen gruppe av 101 ikke-rebiopsied pasienter. Microarray data ble analysert ved hjelp av BRB ArrayTools (versjon 3.6, National Cancer Institute, http://linus.nci.nih.gov/BRB-ArrayTools.html) [8].

genuttrykk endringer som skilte den innledende transcriptional status av svulster fra genuttrykksmønster når svulster ble kjemoresistent ble bestemt for de 22 pasienter med dokumentert initial respons (PR) til CF terapi. Matchet microarray data ble sammenlignet mellom prøver tatt før CF behandling og prøver samlet etter motstand mot terapi utviklet. Disse dataene ble analysert ved hjelp av klassen sammenligning algoritmen av BRB-ArrayTools (tilfeldig variasjon modell), som beregner en paret t
-test for hvert gen ved hjelp av RMA-oppsummert log-intensiteter for Affymetrix U133A arrays. Gener uttrykt forskjellig mellom disse 22 parede prøver definerte ervervet resistens signatur. På funksjonsvalg P
-verdi cutoffs på 0,05 og 0,01, ble en permutasjon P-verdi beregnet, som er andelen av tilfeldige variasjoner som identifiserer en lignende rekke viktige gener som finnes når man sammenligner de sanne klasse etiketter.

Tid til progresjon ble plottet ved hjelp av Kaplan-Meier metoden. En log-rank-test ble anvendt for å bestemme forskjeller mellom overlevelseskurver. Wald test ble brukt for å vurdere den statistiske betydningen av Cox hasardratio. Multivariable regresjonsanalyser ble utført ved hjelp av en Cox proporsjonal risikomodell. Alle disse analysene ble utført ved bruk av SPSS (versjon 15,0, SPSS Inc., Chicago, IL). Multivariable ordinal logistisk regresjonsanalyse ble utført ved hjelp av SAS (versjon 9.1.3, SAS, Cary, NC), for å vurdere sammenhengen mellom den 72-genet prediktiv indeks og radiografisk respons.

transkripsjonsfaktoranalyse

transkripsjonsfaktor analyser ble utført for å se etter anrikning av transkripsjonsfaktorer mål i genene bestående av ervervet resistens signatur (BRB-ArrayTools). Alle gener spørres i denne analysen algoritmen er katalogisert til transkripsjonsfaktor responsive kategorier basert på eksperimentelt verifisert transkripsjonsfaktor respons. Transkripsjonsfaktor-bindende konservering informasjonen i Transkripsjonell Regulatory Element Database (TRED) [9] ble brukt til å eliminere mål uten eksperimentell verifikasjon.

Analyse av offentlig DNA microarray data fra kirurgisk behandlet mage kreftpasienter

offentlig tilgjengelig microarray data for kirurgisk behandlet mage pasienter som genereres av Stanford Funksjonell genom Facility ble også hentet fra NCBI GEO database (GSE4007) og omfattet ca 30 300 gener som er felles for disse datasettene. Microarray data ble samlet inn og normalisert som beskrevet i Leung et al product: [10]. Batch virkninger i genuttrykk ble fjernet med sonde-messig mener sentrering og manglende data ble tilregnet med nærmeste nabo gjennomsnitt metoden [11]. Matrisen cDNA kloner ble kommentert ved hjelp av SOURCE (Stanford microarray Database) og Entrez GeneID ble brukt som kartlegging identifikator for Affymetrix HG-U133A array.

Gene sett sammenligning analyserer

Genet sett sammenligning verktøyet analyserer brukerdefinerte gensettene for differensial uttrykk blant forhåndsdefinerte klasser av en kilde datasett. For hver kilde datasett, en P
-verdi er beregnet for hvert gen å relatere uttrykket nivå vs.
Overlevelse ved bruk av en proporsjonal farer modell (eller for differensial uttrykk mellom forhåndsdefinerte klasser, avhengig av arten av fenotype), genererer en rangert liste gen av et gitt BRB-ArrayTools prosjekt. For et sett med N
gener, er LS statistikken definert som middel negative naturlig logaritme P
-verdier på de aktuelle enkelt gen univariate tester [12]. Et sammendrag statistikk er beregnet som oppsummerer disse P
verdier over brukerdefinerte genet sett; sammendraget statistikken er gjennomsnittlig log ( P
) for LS oppsummering av hvordan de P
verdier avviker fra en jevn fordeling for LS [12]. Sammendraget statistikk er knyttet til fordelingen av sammendragsstatistikk for stikkprøver av N
gener, samplet fra de som er representert på tabellen. Her N
er antall gener i det brukerdefinerte gen sett. 100.000 tilfeldige gensettene samplet å beregne denne fordelingen. LS P
verdi er andelen av tilfeldige sett av N
gener med mindre gjennomsnittlig sammendrag statistikk enn LS sammendrag beregnet for de virkelige data. Denne tilnærmingen er brukt for en rekke typer sammenhenger mellom genuttrykk nivåer og fenotype. Naturen av fenotype (f.eks overlevelsestid eller binære indikatorer) bestemmer den måte på hvilken de genet spesifikk P
verdier blir beregnet. En LS P
verdi mindre enn 0,005 regnes som signifikant.

Identifisering av et magekreft spesifikk signatur og en magekreft differensiering signatur

Total RNA ble isolert fra frosset endoskopisk biopsiprøver av antral slimhinnen samlet inn fra 21 friske frivillige og analysert ved hjelp av microarray som tidligere beskrevet. For å identifisere magekreft spesifikke signatur, sammenlignet vi uttrykket data fra de 21 normale prøver med 101 prøver fra pasienter før kjemoterapi prøver (unntatt 22 rebiopsied pasienter som brukes til å utvikle ervervet resistens signatur) med klasse sammenligning algoritmer av BRB- ArrayTools.

av de 101 pasientene, 41 pasienter hadde Lauren intestinal histologisk type primære svulster og 60 hadde diffuse typen. Mixed-type tumorer ble kategorisert sammen med den diffuse typen. En differensiering signaturen ble identifisert ved å sammenligne genuttrykk data fra de 41 tarm typen prøver med 60 diffuse typen prøver ved hjelp av klassen sammenligning algoritmer for BRB-ArrayTools.

Generering av ES-celle underskrifter fra publiserte data

for å generere en brukerdefinert genet satt for vår genet sammenligning analyser, vedtok vi flere gen lister fra den publiserte arbeidet til Ben-Porath et al product: [13], hvor flere gensettene forbundet med ES cell identitet ble utarbeidet for genet sett sammenligning analyser. En " ES uttrykk satt
" ble tidligere definert av Ben-Porath et al product: [13] som gener over-uttrykt i humane ES-celler i minst fem av 20 mulige profileringsstudier [14 ]. Denne ES ekspresjon settet ble deretter endret [13], slik at gener i den "spredning" Gene Ontologi og spredning klynge av brystkreft [13], [15] ble ekskludert og referert til som ES uten sprednings gener
. Lister over målgener for MYC [16], SOX2 [17], OCT4 [17], Nanog [17], SUZ12 [18], EED [18], og H3K27 [18], som er viktige transkripsjonsfaktorer i stamceller, Det ble også adoptert fra Ben-Porath [13]. Disse genene ble opprinnelig identifisert av kromatin immunoutfellingsstudier array-studier [16] - [18]. For vår genet sett sammenligning analyser, Entrez IDer [13] av målgener ble kartlagt for å sondere sett IDer på HG-U133A array (www.NetAffx.com).

Identifisering av en 72-genet prediktiv hovedside

Blant de 468 genene oppregulert ved kjemoresistent tilstand ( P
< 0,01), 72 unike gener var medlemmer av minst én av fire publiserte ES-cellerelaterte gensettene
( " ES uten spredning gener
" [13], [15], den eksperimentelt validert MYC transkripsjonsfaktor target gen set (TRED MYC_T00140) [9], og målgener av MYC og SOX2 identifisert av en kromatin immunoprecipitation rekke studie [16], [17]). Et genomisk prediktor (referert til som "72-genet prediktiv index") ble konstruert ved å beregne et vektet lineær kombinasjon av log signalverdier for disse 72 unike gener som overlapper mellom tilegnet resistens signatur og " ES-cellerelaterte gensettene
". Den univariate t
-statistics for å sammenligne klasser (ervervet kjemoresistent vs.
Forbehandling stater) ble brukt som vekter. BRB-ArrayTools (klassen prediksjon) ble brukt til å beregne t
-verdi av hvert gen. Den prediktive kraften i 72-genet prediktiv indeks ble testet for tid til progresjon og overlevelse ved hjelp av Cox modell.

Resultater

Identifikasjon av en ervervet resistens signatur til CF

Tjueto pasienter som viste en klinisk respons (PR) til CF terapi ble biopsied før behandlingsstart og deretter følgende progresjon av sykdommen etter kjemoterapi. Pre- og post CF prøvene var ikke signifikant forskjellig i svulsten cellen prosent og tiltak av microarray data kvalitetskontroll (tabell 1 og tabell S2). Median intervall mellom de 2 biopsier var 8,7 måneder (interkvartilt område, 06.04 til 12.06). Siden permutasjon P
verdier var gjennomgående mindre enn 0,05 på P
konsentrasjon for funksjonsvalg på 0,01 og 0,05 (permutasjon P
verdier, 0.012 og 0.006, henholdsvis), dette viser at genuttrykket er signifikant forskjellig mellom kjemoresistent og forbehandling stater. Gener forskjellig uttrykt mellom forbehandling tilstand av 22 svulster som viste seg i utgangspunktet lydhør overfor CF kjemoterapi og svulster fra de samme pasientene etter å ha utviklet seg til en ervervet kjemoresistent tilstand ble identifisert som "ervervet motstands signaturer". 2,446 gener ble identifisert i ervervet resistens signatur med en funksjon utvalg av P
< 0,05, mens 633 gener ble identifisert ved hjelp av en funksjon utvalg av P
< 0,01. Den mest representert funksjonell kategori i ervervet resistens signaturen var proteinsyntese plakater (tabell S3, Oppfinnsomhet Pathway Analysis [www.ingenuity.com]), som inkluderer akt1
, ribosomale subenheten mRNA ( RPS6, RPL13, RPL14, RPL15, RPL18, RPL29, RPL3, RPL30, RPL4, RPS11, RPS19, RPS9
), og eukaryote oversettelse initiering faktorer ( EIF4B EIF3D, EIF3E, EIF3F, EIF3H
). Akt /mTOR og Ras-MAPK signalmoduler er to mest studerte trasé som viser en overordnet betydning for translasjonell regulering [19]. Gitt den samtidige oppregulering av disse viktige komponentene i denne veien ( akt1 product: ( P
= 0,0012), EIF4B product: ( P
= 0.0089), og RPS6 product: ( P
= 0,0009)), den PI3K /Akt /mTOR signaltransduksjonsbane antas å bli aktivert i ervervet resistens tilstand (figur S1). Akt1 har vært knyttet til in vitro
cisplatin motstand [20] - [22]. mTOR-hemming har også vært kjent for å reversere in vitro
ervervet resistens overfor endokrin terapi og EGFR-inhibitorer for bryst og lunge cancer, henholdsvis [23], [24]. Siden er ErbB2
også oppregulert i ervervet resistens signatur ( P
= 0,0065), ErbB2
kan spille en rolle i oppregulering av proteinsyntese
-relaterte gener gjennom aktivering av mTOR vei [25].

transkripsjon faktor genet sett sammenligning analyse indikerte at ervervet resistens signatur er beriket med målene for flere transkripsjonsfaktorer, inkludert en MYC target gen set (TRED MYC_T00140) [9] (tabell S4). Dette er konsistent med en microarray data i litteraturen at flertallet av gener som reagerer på Myc overekspresjon er involvert i makromolekylær syntese, protein omsetning, og metabolisme, inkludert 30 ribosomale proteingener [26].

Den ervervet resistens signatur segregerer pasienter i henhold til tid til sykdomsprogresjon etter CF terapi, men er ikke prognostisk i magekreftpasienter som behandles bare ved kirurgi

Vi ønsket å finne ut om uttrykk for ervervet resistens signatur i magekreftsvulster på første diagnosen var prediktive for respons på CF terapi. Uttrykk for ervervet resistens signatur i en egen gruppe av 101 ikke-rebiopsied mage kreftpasienter ble bestemt og relatert til den kliniske utfallet av pasientene i henhold til hvilke store hierarkisk klynge pasientene ble gruppert. Hos pasienter uten lesjoner i utgangspunktet målbare ved bildediagnostikk, tid til progresjon (TTP) ble målt fra oppstart av CF terapi til den tiden da en endring i terapi var nødvendig på grunn av utvetydige sykdomsprogresjon. Hierarkisk clustering av de 101 forbehandling prøvene ble utført ved hjelp av 2446-genet ervervet resistens signatur. Resultatet målt ved hjelp av TTP var signifikant forskjellig mellom pasienter i hver av de to primære grupper. Pasienter i klyngen med økt uttrykk av genene oppregulert i kjemoresistent tilstand hadde en vesentlig kortere TTP enn pasienter med lavere uttrykk av disse genene (Log-rank P
verdi = 0,033) (figur 1A). For ytterligere å evaluere foreningen av disse 2,446 gener med TTP av 101 pasienter, også utførte vi en overlevelse risiko prediksjon analyse av BRB-ArrayTools, hvor hele 10 ganger kryssvalideringsprosessen ble gjentatt med 2,446 gener og en log rang statistikk for TTP mellom to forutsagte risikogrupper ble oppnådd for hver tilfeldig datasett med TTP data stokket blant 101 pasienter [8], [27]. Permutasjon P
verdi for å teste nullhypotesen at det ikke er noen sammenheng mellom 2,446 gener og TTP, som er haleområdet av dette null fordelingen utover log-rank-verdi som oppnås for de virkelige data, ble estimert 0.06 , noe som tyder på en borderline betydning i foreningen. Pasienter i klyngen med økt uttrykk av 468 gener oppregulert i kjemoresistent staten ved P
< 0,01 hadde også en betydelig kortere TTP enn pasienter med lavere uttrykk av disse genene (Log-rank P
verdi = 0,012) (figur 1B). Disse resultatene tyder på at ervervet resistens signaturen gjenspeiler reell molekylære profil kjemoresistent kloner, ikke-spesifikke virkninger av rusmidler.

Vi har også ønsket å ytterligere adressering om disse ervervede resistens signaturer var prediktiv av CF svar eller representerte en generell prognostisk signatur som kunne forutsi overlevelse av 88 mage kreftpasienter som ble behandlet med kirurgi alene og ikke av kjemoterapi ^{10. Ingen av de to ervervet motstands signaturer (2,446 eller 633 gener) ble prediktive for overlevelse i kirurgisk behandlet magekreftpasienter ved å bruke den samme hierarkiske clustering metode som ovenfor (Log-rank P
verdier, 0,84 og 0,41, respektivt ). Dermed er ervervet resistens signatur prediktiv av pasientens respons på CF og ikke bare prognostisk for mage kreftpasienter generelt.}

De ervervet resistens signatur deler mange egenskaper med den iboende motstanden signatur, men ikke med et magekreft spesifikk signatur eller et magekreft differensiering signatur

Disse ervervede resistensskriftene ble deretter sammenlignet med den iboende legemiddelresistens underskrift av en egen gruppe av 101 ikke-rebiopsied pasienten ved å bruke genet sett sammenligning analyse av BRB-ArrayTools [12] . Kort fortalt, denne algoritmen beregnet en P
-verdi for hver av 2,446 gener å korrelere uttrykket nivå vs.
TTP av disse 101 pasientene som bruker en proporsjonal farer modell. Deretter beregnes det bety negativ naturlig logaritme av P
-verdier av enkelt gen univariate tester (LS statistikk for dette settet med 2,446 gener) og andelen av tilfeldige sett av 2,446 gener med mindre gjennomsnittlig sammendrag statistikk enn LS sammendrag beregnet for de virkelige data (LS P
verdi). Den samme analysen ble gjentatt for 633 gener utvalgte på P
< 0,01. I samsvar med resultatene av den hierarkiske clustering analyser, de oppkjøpte motstands signaturer ble funnet å være høyanriket i "indre motstand signatur" av en egen gruppe av 101 CF-behandlede pasienter. LS re-sampling P
verdier var < 10 ^{-5 for både brukerdefinerte gensettene valgt med ulike tidsavgrensninger å definere ervervet resistens signatur ( dvs.
, for 2446 og 633 gener). Gener overlappende mellom ervervet og iboende motstand signaturer er oppført i Tabell 2. Figur 2C b
grafisk viser at 468 gener oppregulert ved kjemoresistent staten 22 rebiopsied pasienter ( P
< 0,01) viser den konkordant overekspresjon i ikke-rebiopsied pasienter med kortere TTP, mens 165 gener downregulated på kjemoresistent staten viser konkordant overekspresjon hos pasienter med lengre TTP.}

ved hjelp av tilsvarende genet sett sammenligning analyser, ervervet motstands signaturer ble deretter sammenlignet med " magekreft spesifikk signatur
" og "magekreft differensiering signatur
" av disse 101 pasientene. Å sammenligne ervervet resistens signaturen med " magekreft spesifikk signatur
", LS statistikken over 2,446 gener i ervervet resistens signaturen ble estimert ved å beregne en gjennomsnittlig negativ naturlig logaritme P
-verdier på de enkelte genet univariate tester for differensial uttrykk for hver av 2,446 gener mellom 101 mage kreftpasienter og 21 friske frivillige. Ingen signifikant overlapp i genekspresjon ble observert sammenligne ervervet resistens signatur til en " magekreft spesifikk signatur
" (LS P
verdi = 0,96, tabell S5). Tilsvarende var det ingen signifikant overlapp mellom 2446-genet ervervet resistens signatur og en "magekreft differensiering signatur
" som vi identifisert gjennom sammenligning av genuttrykk mellom Lauren intestinal- (n = 41) vs.
diffuse-type (n = 60) svulster, enten (LS P
verdi = 0,024, Tabell S5). Disse resultatene videre foreslå at ervervet resistens signatur representerer et sett av gener feilregulert i forbindelse med chemoresistance, og ikke kreft generelt.

De ervervede resistens signatur aksjer har med stamcelle signaturer

Gitt at komplekse regulatoriske nettverk i stamceller kan oppdages best med uttrykket analyse av mange gener, utførte vi flere genet satt sammenligning analyserer sammenligne våre ervervede resistens signaturer med publiserte ES-celle signaturer som rapportert av Ben-Porath et al
^{13 (tabell S6). Vi antok at å sammenligne ervervet resistens signatur med ES-celle signaturer ville være informativ, siden det har vært antydet at kreftstamceller har stamcelleliknende egenskaper [28].}

Vår ervervet resistens signatur, i motsetning til