Stomach Health > Желудок Здоровье >  > Gastric Cancer > Рак желудка

PLoS ONE: Кандидат микроРНК биомаркеров в человеческом рака желудка: систематический обзор и валидации Исследование

Абстрактный
<р> Рак желудка (GC) остается одной из основных причин заболеваемости и смертности во всем мире, и поэтому существует явная необходимость поиска более чувствительных диагностических биомаркеров ранних. Мы провели систематический обзор восьми опубликованных микроРНК профилирующих исследований, которые сравнивали GC ткани с соседними нераковых тканей. Система ранжирования микроРНК использовали, что взял частоту сравнения, направление дифференциального выражения и общего размера выборки во внимание. Мы определили пять микроРНК, которые были наиболее последовательно, согласно сообщениям, повышающей регуляции (MIR-21, микроРНК-106b, микроРНК-17, микроРНК-18а и микроРНК-20а) и два микроРНК, которые были подавляются (MIR-378 и микроРНК-638). Шесть из них были дополнительно подтверждены в 32 спаренных наборов GC и прилегающих к нему образцов нераковых тканей с использованием ПЦР в реальном времени. MIR-21, микроРНК-106b, микроРНК-17, микроРНК-18а и микроРНК-20а были подтверждены быть upregulatedin ткани GC, в то время была снижена экспрессия микроРНК-378. Кроме того, мы обнаружили значительную связь между уровнями экспрессии микроРНК-21, микроРНК-106b, микроРНК-17, микроРНК-18а и микроРНК-20а и клинико-патологические особенности ГХ. Эти микроРНК могут быть использованы для диагностических и /или прогностических биомаркеров для GC и поэтому требуют дальнейшего исследования
<р> Образец цитирования:. Ван J-L, Ху Y, Гонконг X, Ван Z-H, Chen H-Y, Сюй J, и др. (2013) кандидат микроРНК биомаркеров в человека рака желудка: систематический обзор и проверка исследование. PLoS ONE 8 (9): e73683. DOI: 10.1371 /journal.pone.0073683
<р> Редактор: Уильям CS. Чо, Queen Elizabeth Hospital, Гонконг
<р> Поступило: 16 мая 2013 года; Принято: 19 июля, 2013 года; Опубликовано: 9 сентября 2013
<р> Copyright: © 2013 Wang и др. Это статья с открытым доступом распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution, которая позволяет неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе, при условии, что оригинальный автор и источник кредитуются

Финансирование:. Эта работа при поддержке грантов от Национального фонда естественных наук ключевой программы (№ 30830055), Министерство здравоохранения, Китай (№ 200802094), Министерство образования (№ 20090073110077) в Fang JY, и Фонд инноваций Доктор из Shanghai Jiao Tong-школы медицины университета (№ BXJ201219) Ван JL. Доноры не играет никакой роли в дизайн исследования, сбора и анализа данных, решение о публикации или подготовки рукописи
<р> Конкурирующие интересы:.. Авторы заявили, что не существует никаких конкурирующих интересов

Введение
<р> Несмотря на недавнее уменьшение заболеваемости раком желудка (GC) [1], она остается причиной тяжелой заболеваемости и смертности во всем мире, особенно в Восточной Азии. В общей сложности один миллион новых случаев GC произошел в 2008 году, с 738,000 случаев смерти [2]. Это составляет 8% от общего числа случаев рака и 10% от общего числа смертей. Хотя эндоскопия может обнаружить ранние стадии GC, в большинстве случаев все еще диагностируются на продвинутой стадии, что приводит к неблагоприятным прогнозом [3]. Уровень 5-летней выживаемости для случаев GC со стадией II диапазонов от 30% до 50%, но падает от 10% до 25% для пациентов со стадией III заболевания [4]. Хотя эндоскопические методы быстро развиваются, их значение для раннего обнаружения GC ограничено из-за отсутствия чувствительности, высокой стоимости и неудобства. Новые диагностические и прогностические биомаркеры для GC поэтому срочно требуется.
<Р> MicroRNAs (микроРНК) короткие некодирующие молекулы РНК из 19-25 нт. Они регулируют экспрессию генов на пост-трансляционной уровне, направляя РНК-индуцированного глушителей комплекса с микроРНК сайтов-мишеней в нетранслируемой области 3'-мРНК, что приводит к деградации мРНК или ингибирования трансляции [5]. Предыдущие исследования показали, что многие микроРНК аберрантно выражены во многих видах рака, и экспрессия микроРНК профилирование показал определенные микроРНК, которые будут связаны с развитием опухоли, прогрессии и ответа на терапию. Поэтому они являются хорошими кандидатами для использования в качестве диагностических, прогностических и прогностические биомаркеры [6].
<Р> Несколько исследований было проведено для поиска биомаркеров путем определения дифференциальной экспрессии микроРНК между образцами GC ткани и соответствующей неопухолевой желудка ткань из того же самого пациента [7] - [14]. Эти исследования привели к идентификации сотен дифференцированно выраженных микроРНК. Тем не менее, многие из них, вероятно, будут ложных срабатываний, и только небольшая часть может быть использована в качестве диагностических или прогностических биомаркеров. Логический подход отличить важные микроРНК от большого количества списков кандидатов микроРНК является поиск пересечения микроРНК, определенных в нескольких независимых исследованиях [15]. Хотя этот метод стал более популярным [15], [16], [17], не опубликованное исследование не выявило пересечения GC связанных с микроРНК на основе большого количества микроРНК экспрессии профилирование исследований.
<Р> Мы провели этот систематический обзор для выявления наиболее важных дифференциально выраженных микроРНК, которые были последовательно сообщили в серии независимых экспрессии микроРНК профилирующих исследований у пациентов с GC. Более того, мы дополнительно подтверждена некоторые из микроРНК, которые были наиболее вверх или подавляются с помощью ПЦР в реальном времени в 32 пар GC и совпадающим соседних образцов неопухолевой ткани.

Материалы и методы

Этика Заявление
<р> исследование было одобрено этическим комитетом Шанхайский школы медицины университета, и письменное информированное согласие было получено от всех пациентов на момент начала исследования.

Стратегия поиска
<р> Потенциальные исследования, опубликованные на английском языке были собраны из Medline, используя следующие ключевые слова: "микроРНК" или "микроРНК" или "MIR", "желудочный" ИЛИ "желудок", "профилирование" ИЛИ "микрочипов". Списки ссылок обзорных статей и оригинальных статей были найдены вручную для дополнительных публикаций.

Критерии включения литературы
<р> Для исследования должны быть включены в систематический обзор, несколько критериев, должны были быть выполнены : 1) исследования должны были быть микроРНК профилирование исследования у пациентов GC; 2) исследования должны были использовать ткани GC и их соответствующие смежные ткани неопухолевые для сравнения; 3) методы должны были включать методы микрочипов микроРНК. Кроме того, были включены только полнотекстовые публикации на английском языке. В профилирующие исследования, которые использовали GC клеточные линии или образцы сыворотки от пациентов GC, те, что по сравнению GC биопсий опухолей с различными стадиями заболевания, а также те, что используются различные технологии микроРНК не были включены. Обзорные статьи также не были включены в этот системный обзор.

Извлечение данных и списки микроРНК
выражены <р> Дифференциально микроРНК были определены из каждого включенного в исследование профилирование. Соответствующая информация была определена (т.е., хромосомная место, предварительно микроРНК длины, зрелой последовательности микроРНК и потенциальные цели на микроРНК), и недостающая информация была определена из базы данных miRBase (WWW. Mirbase.org/~~HEAD=pobj) и Pubmed.

Рейтинг
<р> Каждый включено профилирование исследование [7] - [14] представил перечень дифференциально выраженных микроРНК (таблица S1). Гриффит и Чан разработал метод для ранжирования потенциальных молекулярных биомаркеров для групп сравнения [16], [17], который был использован для микроРНК профилирование исследований. Например, Ма и др. [15] были выявлены пересечения колоректального микроРНК, связанных с раком на основе большого количества микроРНК профилирующих исследований. Таким образом, критерии для литературы, включенных в этот текущий систематический обзор были основаны на тех, кто в своих докладах [15]. МикроРНК были отнесены к критериям в следующем порядке важности: (I) микроРНК последовательно сообщали, как дифференцированно выражается в последовательном направлении изменения; (Б) частота микроРНК сообщалось в исследованиях микрочипов; (III) общий размер выборки для каждой последовательной сообщил микроРНК.

Проверка из микроРНК с использованием ПЦР в реальном времени
<р> Для проверки результатов профилирования, 32 свежих тканей ГХ и их парного желудка неопухолевой ткани были получены из больницы Ренджи, филиалом в Шанхае Цзяотун школы медицины университета. Суммарную РНК экстрагировали из 32 пар подобранных образцов человека GC (включая рак и смежных нераковых тканей) с использованием реагента TRIzol (Invitrogen). Концентрацию РНК и чистоту определяли с использованием NanoDrop ND-2000, и метод измерения поглощения ультрафиолетового был применен для определения чистоты РНК, а только те A260 /А280, расположенный между 1,80-2,00 и A260 /A230 &GТ; 1,7, были использованы для окончательный эксперимент, в противном случае РНК должна быть повторно извлечены. Обратную транскрипцию с 3 мкг РНК осуществлен usingAll-в-ONE ™ First-Strand Синтез кДНК Kit (Genecopoeia, Гуанчжоу, Китай), в соответствии с протоколом производителя. Вкратце, приготовленную РНК обратной транскрипции реакционный раствор инкубировали при 37 ° С в течение 60 минут и прекращается при 85 ° С в течение 5 минут, а затем хранили при -20 ° С для дальнейшего анализа. Количественная ПЦР (КПЦР) проводили с использованием системы ABI PRISM 7900HT последовательности обнаружения (Applied Biosystems, США) с SYBR Премикс Ex Taq (Takara II). Праймеры (MIR-21-5p, микроРНК-106b-5p, микроРНК-17-5p, микроРНК-18a-5p, микроРНК-20a-5p и микроРНК-378-5p), включая U6 были получены из Genecopoeia (Гуанчжоу, Китай) , Количественное была рассчитана с использованием метода 2 -ΔΔCT и представлена ​​как нормированная диаграмма.

Статистический анализ
<р> Результаты были проанализированы с использованием SAS 9.2 программного обеспечения (SAS Institute Inc. USA). Данные представлены как среднее значение ± SD. Т-тест Стьюдента используется для сравнения значений между двумя независимыми группами.

Результаты

Выбор литературы и изучить характеристики
<р> В общей сложности 104 исследований были ищется в Pubmed с помощью нашего поиска стратегия, 73 из которых были исключены после скрининга названия и тезисов. 23 исследований были исключены после прочтения полного текста. Только восемь исследований были окончательно включены в систематический обзор. Подробный выбор исследование было показано на рисунке 1. Подробные характеристики каждого исследования приведены в таблице 1.

Выраженные микроРНК Дифференциально
<р> В общей сложности 223 дифференцированно выраженных микроРНК были зарегистрированы в восьми микрочипов исследования (Дифференциально выразил микроРНК в каждом исследовании были подробно изложены в таблице S1); 124 были в GC усиливает свою активность, и 99 были подавляются. Среди 223 дифференцированно выраженных микроРНК, 48 были зарегистрированы по меньшей мере в двух исследованиях; 39 (81,3%) имели постоянное направление и девять (18,7%) имели противоречивый направление измененной экспрессии. Среди первых 39, 20 были в GC усиливает свою активность, и 19 были подавляются. Три из этих микроРНК сообщалось в пяти исследованиях микрочипов (MIR-21, микроРНК-106b и микроРНК-378), четыре были представлены в четырех исследованиях (MIR-17, микроРНК-18а, микроРНК-20а и микроРНК-638), и семь были представлены в трех исследованиях (MIR-19a, микроРНК-20b, микроРНК-25, микроРНК-30d, микроРНК-923, MIR-375, и микроРНК-148а). Их хромосомные места, предварительно микроРНК длины, зрелые последовательности и потенциальные мишени приведены в таблицах 2-4.

Валидация выбранных микроРНК в GC Пациенты
<р> Чтобы проверить экспрессию шести наиболее последовательно сообщили микроРНК (MIR-21, микроРНК-106b, MIR-17, микроРНК-18а, микроРНК-20а и микроРНК-378), экспрессия этих микроРНК в GC биопсий и прилегающих к ним нераковых тканей сравнивались в 32 случаях GC с помощью ПЦР в реальном времени. Исходные значения Ct шести микроРНК были показаны в результатах Таблица S2.The показали, что микроРНК-378 была подавлена ​​в GC тканях, в то время как другие пять микроРНК (MIR-21, микроРНК-106b, MIR-17, микроРНК-18а и MIR -20a) были в GC повышающей регуляции (рис 2). Наши результаты согласуются с результатами оригинальных исследований профилирующих. Кроме того, мы исследовали связь между экспрессией этих микроРНК с клиническими и патологическими особенностями GC. Мы обнаружили, что экспрессия микроРНК-21 была значительно выше в тех случаях случаев GC с большим размером опухоли (≥8 см), слабая дифференциация и метастазирование с поражением лимфатических узлов и более поздних стадиях заболевания. MIR-106b, микроРНК-17 и уровни микроРНК-18а были значительно выше в малодифференцированных GC, случаи с вовлечением лимфатических узлов, или поздней стадии заболевания, в то время как уровни микроРНК-20а были значительно выше в случае GC с вовлечением лимфатических узлов. Тем не менее, никаких отношений не было найдено между экспрессией микроРНК-378 и клинико-патологическими особенностями GC. Эти результаты подробно описаны в таблице 5.

Обсуждение
<р> микроРНК исследования микрочипов обеспечивают объемы информации, но общим недостатком является отсутствие согласованности между различными исследованиями. Согласно отчетам Гриффит и др. и Чан и др. [16], [17], логическое решение этой проблемы было бы определить согласованность между различными исследованиями использовали различные платформы микрочипов. Несколько систематических обзоров [15] - [17] использовали этот метод для определения дифференциально выраженных генов или миРНК в различных болезненных состояниях. Применяя подобный метод, мы обнаружили, что в общей сложности 48 дифференцированно выраженных микроРНК было зарегистрировано по меньшей мере двух независимых исследований среди восьми GC микроРНК профилирующих исследований [7] - [14]. Среди них было зарегистрировано 39 микроРНК, которые будут изменены в согласованном направлении, в то время как результаты для девяти были противоречивы. Среди 39 микроРНК, которые имели последовательные изменения, 20 микроРНК последовательно усиливается в GC по сравнению с доброкачественное желудочной ткани, и 19 последовательно подавляются в GC. Мы определили пять микроРНК, которые были наиболее последовательно активируемых (MIR-21, микроРНК-106а, MIR-17, микроРНК-18а и микроРНК-20а) и два наиболее последовательно подавляются (MIR-378 и MIR-638), по меньшей мере, четыре профилирование исследования. Затем мы санкционировал эти результаты, используя ПЦР в реальном времени, которая также поддержала выводы этого систематического обзора. Мы также определили, что экспрессия этих микроРНК коррелировало с клинико-патологическими особенностями ГК, которые предположили, что эти микроРНК могут быть использованы в качестве биомаркеров для GC.
<Р> Одним из наиболее последовательно сообщили микроРНК в повышающей регуляции нашего систематического обзора был MIR -21, которая изменила выражение и онкогенного активности в различных злокачественных опухолей человека. Кюи и др. [18] показали, что экспрессия микроРНК-21 была значительно выше в GC ткани по сравнению с нормальной тканью. Выражение MIR-21 также было установлено выше у пациентов с GC с метастазов в лимфатических узлах, чем без, а также значительно коррелирует с типом гистологического опухоли и pTNM стадии [19], которая была подтверждена в нашем исследовании. Кроме того, более высокие уровни экспрессии микроРНК-21 предсказал плохой выживаемости у пациентов с GC [19]. Другие исследования показали, что микроРНК-21 может усиливать пролиферацию опухоли и вторжение в GC путем подавления экспрессии PTEN или Pdcd4 [20], [21]. Кроме того, предыдущие исследования также показали онкогенного активность MIR-21 в колоректального рака [22], рак молочной железы [23] и рака пищевода [24].
<Р> MIR-106b также постоянно сообщали как активируемых микроРНК в GC ткани этим и предыдущие исследования [14], [25]. Высокий уровень экспрессии микроРНК-106b был ранее связан с метастазов в лимфатических узлах [25], [26], и это было подтверждено в нашем исследовании. Ким и др. [27] обнаружили, что микроРНК-106b может осуществлять свою онкогенного активность путем подавления экспрессии p21 в GC. MIR-106b может побудить эпителиально-к-мезенхимальных перехода (EMT) и опухолевой инициируя фенотипа клеток при раке молочной железы с помощью ориентации Smad7 и Six1 и активации TGF-бета сигнализации [28]. Он может также способствовать пролиферации клеток в гепатоцеллюлярной карциномы человека путем downregulating экспрессию APC [29].
<Р> MIR-17 имеет известный онкогенных в организме человека, и было обнаружено, что в повышающей регуляции 77,2% образцов тканей ГХ по сравнению с соседней нормальной ткани желудка. Это способствует прогрессии клеточного цикла и ингибировать апоптоз в GC путем ориентации р21 и p53INP1 (опухоль белок р53-индуцированный ядерный белок 1) [30]. Циркулирующие уровни микроРНК-17 повышен у больных ГЦ, а концентрация микроРНК-17 в значительной степени связано со стадией TNM и степени GC [31]. Тем не менее, наше исследование показало, что экспрессия микроРНК-17а была выше в случаях GC без метастазов в лимфатических узлах, чем те, с поражением лимфатических узлов, которые могут быть следствием небольшого размера выборки в нашем исследовании. Высокая экспрессия микроРНК-17 в значительной степени коррелирует с плохим результатам выживаемости [31]. Предыдущие исследования также показали, что микроРНК-17 обладает активностью онкогенного в колоректального рака [32], рак молочной железы [33] и рак поджелудочной железы [34].
<Р> MIR-18а было установлено, что в четырех повышающей регуляции исследований в этом систематический обзор, и, как известно, имеют онкогенных в организме человека. Wu и др. [35] показали, что экспрессия микроРНК-18а была значительно повышающей регуляции в GC ткани по сравнению с нормальной желудочной ткани, и может непосредственно целевой PIAS3 (белок-ингибитор активированного датчика сигнала и активатора транскрипции 3) и положительно коррелировал с уровнем сурвивина, Bcl-х и с-Мус. Кроме того, повышающая регуляция микроРНК-18а сообщается в носоглотки [36], рак поджелудочной железы [37], гепатоцеллюлярной карциномы [38] и раком молочной железы [39].
<Р> Мир-20а еще один микроРНК с онкогенными была обнаружена активность, и быть в четырех повышающей регуляции исследований в этой литературе. Было показано, что циркулирующий уровень микроРНК-20а значительно выше у больных ГЦ по сравнению с здоровых людей, и это в значительной степени связано со стадией и степенью опухоли [31], [40]. Наше исследование также показало, что микроРНК-20а был значительно повышен в тканях GC и был значительно связан с метастазов в лимфатических узлах. Кроме того, повышающая регуляция микроРНК-20а ранее был обнаружен в рак шейки матки, рак простаты и рак яичников, и эта микроРНК может способствовать пролиферации клеток или нашествие этих видов рака [41] - [43].
<Р> наиболее последовательно подавляются микроРНК в систематический обзор был микроРНК-378, который был найден, чтобы быть подавлена ​​в пяти исследованиях. MIR-378 было продемонстрировано, чтобы иметь анти-онкогенного активностью в организме человека [44]. Экзогенный экспрессия микроРНК-378 заметно подавляет пролиферацию клеток GC путем подавления CDK6 и сигнализации VEGF [44]. В нашем исследовании, хотя мы обнаружили, что экспрессия микроРНК-378 была подавлена ​​в дс тканях, никакой связи не было обнаружено между экспрессией микроРНК-378 и клинико-патологическими особенностями GC. Это может быть из-за небольшого размера выборки данного исследования. Также сообщается, что микроРНК-378 значительно подавлена ​​при колоректальном раке, и может играть важную роль в супрессор опухолей этого вида рака [45]. Тем не менее, другие исследования показали, что микроРНК-378 может иметь онкогенного активность в других типах рака [46] - [49]. Таким образом, точная роль микроРНК-378 в канцерогенезе нуждается в дальнейшем выяснены.
<Р> Кроме того, мы также обнаружили, что некоторые из кандидатов, определенных микроРНК в нашем исследовании были идентифицированы как slso сывороточных биомаркеров в различных видов рака. Например, сыворотка микроРНК-21 был значительно повышен в периоперационном сыворотки от аденомы и колоректального рака (КПР), и был независимым прогностическим маркером для CRC [50], [51]; Плазменный микроРНК-106b вместе с микроРНК-20а и микроРНК-221 имеют потенциал в качестве новых биомаркеров для раннего выявления рака желудка [40]; Циркулирующие микроРНК-17 может использоваться в качестве нового неинвазивного биомаркера для рака носоглотки [52], рака желудка [53] и КПР [54]; Сыворотка микроРНК-18а может быть использовано в качестве нового биомаркеров при раке молочной железы [55], колоректального рака [56], печеночно-клеточного рака [57], и рак поджелудочной железы [58]; Циркулирующие MIR-378 может быть использован в качестве биомаркеров в почечно-клеточным раком [59] и раком желудка [60]. Эти исследования еще раз подтвердил важность идентифицировал микроРНК, и может расширить сферу применения этих микроРНК.
<Р> В заключение, наш системный обзор выявил пять активируемых микроРНК (MIR-21, микроРНК-106b, MIR-17, микроРНК-18а и микроРНК-20а) и один подавляются микроРНК (микроРНК-378), которые являются потенциальными новыми биомаркеры для GC. Эти микроРНК, как было показано иметь диагностическое и /или прогностический потенциал для этого вида рака и требуют дальнейшего изучения. Дальнейшие исследования, которые сосредоточены на этих микроРНК поможет определить панель диагностических и прогностических биомаркеров GC с соответствующими уровнями чувствительности и специфичности.

Поддержка Информация
таблице S1.
Дифференциально выразил микроРНК, выявленные в каждом включены исследование
DOI:. 10,1371 /journal.pone.0073683.s001
(XLS)
Таблица S2.
Raw Ct значение выбранного микроРНК
DOI:. 10,1371 /journal.pone.0073683.s002
(XLS)
Таблица S3.
ПРИЗМА Контрольный список
DOI:. 10,1371 /journal.pone.0073683.s003
(DOC)

Выражение признательности
<р> Мы благодарим мисс Вэй Фэн-Qu за отличную редакционную работа.

Other Languages