Deep sekventering af gastrisk karcinom afslører somatiske mutationer er relevante for personlig medicine

Deep sekventering af gastrisk karcinom afslører somatiske mutationer er relevante for personlig medicin
Abstract
Baggrund
Globalt mavekræft er den næsthyppigste årsag til kræft dødsfald , med de fleste af de sundhedsmæssige byrde økonomisk mindre udviklede lande.
Metoder
Her rapporterer vi en genetisk karakterisering af 50 gastrisk adenocarcinom prøver, ved hjælp af Affymetrix SNP arrays og Illumina mRNA udtryk arrays samt Illumina sekventering af de kodende regioner af 384-gener, der tilhører forskellige veje, der vides at blive ændret i andre kræftformer. Search Results Salg genetiske ændringer blev observeret i WNT, Hedgehog, cellecyklus, DNA-skader og epithelial-til-mesenchymal-overgang pathways .
konklusioner
data foreslår målrettede behandlinger, der er godkendt eller i klinisk udvikling til gastrisk karcinom ville være til gavn for ~ 22% af de undersøgte patienter. Hertil kommer, at nye mutationer opdages her, vil sandsynligvis påvirke klinisk respons og foreslå nye mål for lægemiddeludvikling.
Baggrund
Trods de seneste fald i dødeligheden fra mavekræft i Nordamerika og i det meste af Nord- og Vesteuropa , mavekræft stadig en af ​​de hyppigste årsager til død på verdensplan og er almindelig i Japan, Korea, Chile, Costa Rica, Rusland og andre lande i det tidligere Sovjetunionen [1]. Trods forbedringer i modaliteter og screening behandling, prognosen for patienter med gastrisk adenocarcinom forbliver fattige [2]. For at forstå patogenesen og at udvikle nye terapeutiske strategier, er det vigtigt at dissekere de molekylære mekanismer, der regulerer udviklingen af ​​mavekræft. Især de onkogene mekanismer, som kan målrettes ved personaliseret medicin.
Udtrykket "onkogen afhængighed" til at beskrive kræftceller stærkt afhængige af en given onkogen eller onkogen pathway blev indført ved Weinstein [3, 4]. Konceptet understreger udviklingen af ​​målrettede behandlinger, der forsøger at inaktivere et oncogen, kritisk for overlevelsen af ​​cancerceller, mens besparende normale celler, der ikke på samme måde afhængig.
Adskillige onkogener aktiveres ved høj frekvens i andre cancere har også vist sig at være muteret i gastrisk cancer. Heraf følger, at markedsførte lægemidler målrettet mod disse onkogener effektivt ville behandle en andel af gastriske carcinomer, enten som enkelte midler eller i kombination. I januar 2010 blev trastuzumab godkendt i kombination med kemoterapi for første-line behandling af ERBB2
-positiv avanceret og metastatisk mavekræft. Trastuzumab er den første målrettede middel til at blive godkendt til behandling af gastrisk karcinom og en stigning på 12,8% i svarprocenten blev set med tilsætning af Trastuzumab til kemoterapi i ERBB2
positiv gastrisk adenocarcinom [5, 6]. Det er blevet anslået, at 2-27% af gastriske cancere harbour ErbB2 Salg amplifikationer og kan behandles med ErbB2-inhibitorer [7, 8]. Tilsvarende overekspression af en anden receptortyrosinkinase (RTK) EGFR
, er blevet bemærket i gastrisk cancer og multiple forsøg med EGFR
inhibitorer i denne cancertype pågår (revideret i [9, 10]). Desuden nogle gastrisk kræft havnen DNA-amplifikation eller overekspression af RTK MET
[11, 12] og dens paralog MST1R
[13], og kan behandles med MET
eller MST1R
hæmmere [14-20 ]. Endelig FGFR2
overekspression og forstærkning er blevet observeret i en lille del af gastrisk kræft (scirrhous) [21] og inhibitorer har vist en vis effekt i klinikken [22].
Nedstrøms af RTK'er, KRAS
vildtype amplifikation og mutation er også fundet i ca. 9-15% af gastriske cancere [23, 24], og kan behandles effektivt med MEK-inhibitorer [25, 26]. Aktivering af PI3K /AKT /mTOR pathway er også blevet set i 4-16% af mavekræft [27-30], og så kan være følsomme over for PI3K inhibitorer [31-34]. Tilsvarende har cellecyklus kinase AURKA
vist sig at være aktiveret i gastrisk kræft [35, 36] og AURKA hæmmere i klinisk udvikling [37] kan have klinisk fordel.
Rapporter om hyppigheden af ​​forskellige typer af onkogen aktivering og deres co-forekomst er begrænsede. I modsætning til gastrointestinonal stromale tumorer (GIST), som er karakteriseret ved en høj frekvens af KIT
og PDGFRA
aktivering [38] og dermed effektivt behandlet i de fleste af imitanib og sunitinib [39, 40], vises gastrisk adenocarcinom at være en molekylemæssigt heterogen sygdom uden højfrekvente onkogen forstyrrelse opdaget hidtil. Dette illustreres af en nylig undersøgelse af somatisk mutation i kinase kodning gener på tværs 14 gastrisk kræft cellelinjer og tre mavekræft væv, som opdagede mere end 300 nye kinase enkelt nukleotid variationer og kinase-relaterede strukturelle varianter. Der blev imidlertid ikke meget ofte tilbagevendende mutation eller muteret kinase afdækket [41].
Med henblik på at belyse potentialet for behandling af gastrisk karcinom med målrettede behandlinger enten på markedet, i udvikling eller at blive opdaget, vi har karakteriseret klinisk gastrisk karcinom prøver til påvisning onkogen aktivering.
Vi tog en global tilgang ved at analysere prøverne på Affymetrix SNP arrays og Illumina mRNA ekspression arrays. Disse teknologier er grundigt valideret til påvisning af genotype, DNA kopital variation og mRNA-ekspression profil. De er modtagelige for heterogene kliniske prøver. Prøverne blev også afhørt af anden generation (Illumina) sekventering. Relativt nye andengenerations sekventering teknologier giver både øget gennemløb og dyb sekventering kapacitet. Sidstnævnte er især vigtigt for karakterisering cancer prøver, som har tendens til at omfatte en blanding af celletyper, herunder infiltrerende normale celler, vaskulatur og tumorcelle af forskellige genotyper. I denne undersøgelse udnyttet vi target berigelse og Illumina sekventering teknologi at sekventere de kodende regioner af 384 gener. Vi besluttede at favorisere dybde af dækning over bredere dækning for at fange mutationer til stede i subpopulationer inden for tumorer. Nylige undersøgelser har vist kræftformer tendens til harbour mange mutationer i et mindre antal signalveje [42, 43] derfor vi koncentreret om gener i disse veje. Vi inkluderede også gener, der koder for proteiner, der tidligere er vist at påvirke respons på målrettede behandlinger og mere tilbøjelige til at blive succesfuldt målrettet med lille molekyle indgriben, da vores mål er at finde mere effektive og nye måder at behandle gastrisk karcinom.
Metoder
vævsprøver
DNA- og RNA-prøver blev opnået fra hospitaler i Rusland og Vietnam i henhold til IRB godkendte protokoller og med IRB godkendt samtykkeerklæring for molekylær og genetisk analyse. De medicinske centre selv har også interne etiske udvalg med revideret protokollen og kontrolrammerne. Prøverne blev indkøbt gennem væv Solutions Ltd http:. //Www væv-løsninger dk /.. For prøve egenskaber se yderligere fil 1 tabel S1
Arrays
genotyper og eksemplarnummer profiler blev genereret for hver prøver ved hjælp af 1 ug DNA køre på Affymetrix SNP V6 arrays bruger Affymetrix protokoller. nummer variation data Kopier blev analyseret i ArrayStudio software http:. //www Omicsoft com.. Dataene blev normaliseret ved anvendelse af Affymetrix algoritme og segmenteret ved hjælp CBS. En afskrift profil blev genereret for hver prøve ved hjælp af 1 ug total RNA køre på Illumnia HG-12 RNA udtryk arrays efter Illumina protokoller. Dataene blev analyseret i Illumina GenomeStudio software http:.. //Www illumina dk /software /genomestudio_ software ILMN.. Som proceduren en data forbehandling, blev en sonde sæt kun bevares, hvis den har en "nuværende" (dvs. to standardafvigelser over baggrunden) kalder i mindst én af prøverne. Signalværdier af de resterende probesæt blev transformeret til 2-baserede logaritme skala og fraktil normalisering blev udført. DNA-kopi og RNA ekspressionsniveauer blev integreret på genniveau i ArrayStudio software http:. //Www Omicsoft com.. Pathway berigelse analyse blev udført inden for GeneGO metacore analyse suite http:. //Www genego dk /.. Alle array-data fra dette studie er tilgængelig i GEO http: //www NCBI NLM NIH gov /geo /under serie tiltrædelse nummer GSE29999
Målrettet dyb DNA-sekventering
5..... pg DNA var PCR-beriget for de kodende exons af enhver kendt udskrift af 384 gener af interesse (ekstra fil 2 tabel S2) ved hjælp af Raindance platform http:... //www raindancetechnol gier dk /
De resulterende target biblioteker blev sekventeret under anvendelse Illumnia GAII på et read-længde på 54 nt. Sekvens læser blev kortlagt til referencen genom (hg18) under anvendelse af BWA programmet [44]. Baser uden de målrettede regioner blev ignoreret, når opsummerer dækning statistik og variant opkald. SAMtools blev brugt til at parse linjeføringer og gøre genotype opkald [45], og enhver opfordring, der afviger fra henvisning base blev betragtet som en potentiel variant. Den SAMtools pakke genererer konsensus kvalitet og variant kvalitet skøn at karakterisere genotype opkald. Nøjagtigheden af ​​genotype opkald blev estimeret ved konkordans til genotype opkald fra Affymetrix 6.0 SNP microarray. Konkordanstabellerne matricer af prøver baseret på både SNP og sekvensdata blev genereret for at kontrollere for prøve fejlmærkning (ekstra fil 3 figur S1). Overensstemmelse og mængden af ​​genotype opkald blev tabuleret for tærskler for konsensus kvalitet, variant kvalitet og dybde. Det endelige sæt af variante opkald blev identificeret under anvendelse af konsensus kvalitet større end eller lig med 50 og variant kvalitet større end 0. Til udelukkende identificere somatiske ændringer, kun de mutationer til stede i cancer prøven og ikke påvist i nogen af ​​de normale prøver blev bibeholdt. Som et ekstra filter for kimlinie varianter blev alle varianter stede i dbSNP og 1000 genom polymorfi datasæt fjernes.
Q-PCR
Q-PCR blev udført via standardprotokol hjælp Fluidigm 48 * 48 dynamisk array. For det første blev en validering køre udført ved hjælp af puljet kontrol RNA fra tre prøver. Fire input RNA beløbene blev testet (125 ng, 250 ng, 375 ng og 500 ng). blev opnået tredobbelte datapunkter for efterfølgende 10-punkts seriel fortynding pr hver betingelse per assay. De bedste samlede resultat var på 250 eller 500 ng, som gav værdier effektivitet ~ 85%. Derfor 250 ng input beløb for de eksperimentelle prøver. Dataene blev produceret i tre eksemplarer og betyder kombineres. CT-værdier blev omdannet til overflod anvendelse af standard formel overflod = 10 (40-CT /3,5). Testdata blev normaliseret til husholdere vha kovariansanalyse fremgangsmåde, hvorved de to husholdere (GAPDH og beta-actin) blev anvendt til at beregne en robust score og scoren blev anvendt som kovariat at tilpasse de andre gener. Dataanalyse blev udført på Arraystudio softwaren.
Sanger Sekventering
Genomisk DNA PCR-primere blev bestilt fra IDT (Integrated DNA Technologies Inc., Coralville, Iowa). PCR-reaktioner blev udført under anvendelse Invitrogen Platnium polymerase (Invitrogen, Carlsbad, CA). 50 ng genomisk DNA blev amplificeret i 35 cykler ved 94 ° C i 30 sekunder, 58 ° C i 30 sekunder og 68 ° C i 45 sekunder. PCR-produkter blev oprenset ved anvendelse Agencourt AmPure (Agencourt Bioscience Corporation, Beverly, MA). Direkte sekventering af oprensede PCR-produkter med sekventeringsprimere blev udført med AB v3.1 BigDye-terminator cycle-sekventeringskit (Applied Biosystems, Foster City, CA) og sekventeringsreaktioner blev oprenset ved anvendelse Agencourt CleanSeq (Agencourt Bioscience Corporation, Beverly, MA). Sekventeringsreaktionerne blev analyseret under anvendelse af en genetisk Analyzer 3730XL (Applied Biosystems, Foster City, CA). Alle sekvens resultater data blev samlet og analyseret ved hjælp af codon Code Aligner (CodonCode Corporation, Dedham, MA).
Resultater
DNA og RNA forstærkning mønstre på tværs af prøver er i overensstemmelse med tidligere undersøgelser
overensstemmelse med de fleste andre menneskelige kræftformer, kopiantal ændringer er sket på tværs genomerne af de 50 mavekræft prøver sammenlignet med matchede normale prøver (figur 1). Store områder af hyppig forstærkning blev fundet på kromosomale regioner 8Q, 13q, 20Q, og 20p. Kendte onkogener MYC
og CCNE1
er placeret i 8Q og 20P amplikoner henholdsvis og sandsynligvis bidrager til en vækst fordel, forstærkningen. Disse amplifikationer er set i tidligere undersøgelser i mavekræft sammen med forstærkning af 20p for hvilke ZNF217
og TNFRSF6B
er blevet foreslået som kandidat driver gener [46]. Figur 1 Udsigt over CNV afvigelser på tværs af alle 50 gastrisk karcinom prøver for hver autosom. Y-aksen svarer til summen af ​​antallet af positive eller negative ændringer for et bestemt segment med log2 forholdet dem forandring. Områder med øget eller nedsat kopi nummer konsekvent i alle de analyserede prøver eller meget store ændringer i få prøver vil vise store positive og negative forandringer størrelser. Hver prik eller segment i figur er farvet af prøven. Farvekoden er vilkårlig med hver af de 50 cancer prøver angivelse til en farve. Amplified segmenter omfatter kromosom 8q, 20Q, 20p, 3q, 7p, og 1q.
Overensstemmelse mellem DNA-kopi nummer gevinst og RNA udtryk blandt kræft prøverne blev evalueret, og de 200 gener, der er indeholdt i en region af hyppig høj DNA-kopi i kræft prøver og som havde høje mRNA-niveauer (sammenlignet med matchede normalt væv) er tabuleret i ekstra fil 4 tabel S3. De fleste af de gener på denne liste er fra kromosomale regioner 20Q og 8Q, hvilket tyder på, at disse amplifikationer har den største effekt på mRNA-niveauer, i mindretal er gener for 20p, 3. kvartal, 7p, og 1q. Figur 2 viser RNA profiler målt ved Q-PCR af et eksemplar gen fra hver region, der viser generel overekspression i gastrisk cancer, især i visse prøver. Udover MYC
og CCNE1
, der er flere gener i disse regioner, som kan bidrage til en vækst fordel for kræftcellen. De biologiske veje mest markant beriget for forstærkede og overudtrykte gener er involveret i regulering af translation (p = 0,000015) og DNA-skader reparation (p = 0,003). Prøver med amplifikationer i disse genomiske regioner er kommenteret i figur 3. Der er ingen mærkbar tendens til amplifikationer i disse regioner til at co-forekomme eller at være eksklusiv. Efter aftale med en tidligere undersøgelse [47], blev PERLD1
locus forstærkes (inden ErbB2
amplicon) i prøve 08280 og MMP9
blev overudtrykt men ikke discernibly forstærkes. Også i figur 3 fokale DNA amplifikationer med overensstemmende RNA ekspression af gener kan påvirke respons på målrettede behandlinger er betegnet, for eksempel underliggende data se yderligere fil 5 tal S2. Figur 2 Ekspression af eksempel gener fra hver amplificeret kromosomale region tværs undersøgelsesprøver bekræftet ved Q-PCR. Røde prikker angiver kræft prøver og hvide prikker betegner normale prøver. Y-aksen angiver mRNA overflod.
Figur 3 Mutationsanalyse profil af prøver. Vævsprøver vises øverst og anmærkninger er relevante for dem er i kolonner nedenfor. Røde kasser angiver DNA-amplifikation og overensstemmende mRNA-overekspression, orangefarvede kasser angiver RNA-overekspression uden tegn på DNA-amplifikation, røde prikker angiver DNA tab. Blå kasser betegne somatisk ikke-synonyme mutation valideret af Sanger sekventering og lilla kasser betegner ikke-synonyme somatiske mutationer, observeret i Illumina data med intet forsøg på at bekræfte ved Sanger sekventering. Amino ændringer noteret i kasserne og ændringer, der fører til tab eller gevinst på et stop-codon er i rød tekst.
Sekventering data viser høj konkordans med genotypning
sekventering bibliotek forberedelse mislykkedes for seks af de oprindelige 50 kræft prøver og fjorten af de oprindelige matchede normale prøver. to mere matchede par blev derfor sat til analysen, hvilket resulterer i et datasæt af 44 kræft prøver, 36 med matchede normale par (ekstra fil 1 bord S1). Den målrettede region omfattede 3,28 MB tværs 6,547 unikke exons i 384 gener (ekstra fil 2 tabel S2). Median dækning af på tværs af alle prøver var 88,3% og faldt til 74%, når der kræver minimum dækning af 20. Alle sekventering blev udført til mindst 110x gennemsnitlig read dækning på tværs af de berigede genomiske regioner for hver prøve. Den læser blev justeret mod det menneskelige genom og varianter af henvisningen genomet blev kaldt. Som en kontrol, at en analyse sammenligne genotypebestemmelse opkald fra Affymetrix V6 SNP arrays og Illumina sekventering blev udført. Regionerne målrettet til sekventering indeholdt 1005 loci omfattet af Affymetrix V6 SNP arrays. Med ingen filtrering af sekventering variant kræver kvalitet målinger, median aftale mellem genotype og sekventering resultater var 97,8% med en række 65-99% (ekstra fil 6a, figur S3a). Den rå samlede genotype opkald konkordans var 96,8%. Kvalitet målinger blev valgt til at maksimere aftalen mellem genotype og sekventering opkald samtidig minimere falske negative. Den mest informative metriske var konsensus kvalitet og en cut-off af ≥50 resulterede i tab på ca. 10% af de delte genotyper men en generel 2% stigning i konkordans til 98,7% (ekstra fil 6b, fig S3b). Variant genotype opkald blev isoleret til yderligere konkordans analyse. I dette sæt, en variant kvalitet grænse på > 0 øget nøjagtighed variant genotype opkald til 98,9% (ekstra fil 6c, figur S3C). Når begge tærskler kvalitet blev anvendt medianen prøve konkordansen er 99,5% (ekstra fil 6d, figur S3D), som ligger i samme region af genotype-array fejl. Seks prøver (08362T1, 08373T2, 336MHAXA, 08337T1, 89362T2, DV41BNOH) havde en overensstemmelse mellem < 98% og to af disse (08393T2 og DV41BNOH) havde en konkordans på 82% og 88%. Derfor med en konsensus kvalitet ≥ 50 og en variant kvalitet > 0, den falske positive sats var 0,5% og 1,6% for reference- genotyper og variant genotyper henholdsvis (ekstra fil 6e figur S3E).
Fra alle enkelt nucleotidændringer passerer de ovennævnte tærskler, alle varianter til stede i nogen af ​​de normale prøver eller i polymorfien databaser dbSNP (V130) eller 1000 genomer blev antaget at være kimlinie varianter og kasseret. Varianter der kun findes i exonerne af tumor prøver blev antaget at være somatisk og bevaret. 18,549 somatiske varianter blev fundet i alt på tværs af alle 44 prøver (ekstra fil 7 Tabel S4), 3357 blev forudsagt til at være exon og ikke-synonyme. For at prioritere for mutationer med funktionel betydning vi koncentrere alle yderligere analyser af ikke-synonyme mutationer og fremhævet mutationer, der fører til tab eller gevinst på stopkodoner. Vi har anvendt SIFT algoritme [48] til at forudsige aminosyre-ændringer, som ikke tolereres i evolution og så er mere tilbøjelige til at påvirke funktionen af ​​proteinet, 1509 somatiske ikke-synonyme mutationer har en SIFT score på < 0,05. Satsen for mutationer med SIFT score < 0,05 per gen, korrigeret for CDS længde blev beregnet (4). Figur 4 viser, at gener med den højeste koncentration af lav SIFT scoring mutationer var S1PR2
, LPAR2
, SSTR1
, TP53
, GPR78
RET
, med S1PR2 er mest ekstrem. Der er femten mutationer med SIFT score < 0,05 tværs af 353aa CDS af S1PR2
, koncentreret i ni prøver. S1PR2
også kendt som EDG5
koder for et G-protein-koblet receptor af S1P og aktiverer RhoGEF, LARG
[49]. Der vides kun lidt om sin rolle i kræft og somatiske mutationer er ikke blevet observeret i de 44 væv sekventeret for S1PR2
i COSMIC database [50]. Figur 4 Søjlediagram af hastigheden af ​​skadelige mutationer tværs gen sekventeret. Gener sekventeret vises på x-aksen. Antallet af skadelige somatiske ikke-synonyme mutationer observeret i hvert gen /antal aminosyrer i hver CDS i plottet.
Sequencing data bekræftes af Sanger-sekventering
Nogle ikke-synonyme somatiske mutationer blev udvalgt til at blive bekræftet af Sanger-sekventering. Alle mutationer rapporteret i blåt i figur 3 blev bekræftet ved Sanger-sekventering og blev også bekræftet at være somatisk ved sekventering af vildtypesekvensen i matchede normale væv (se yderligere fil 8 Figur S4 f.eks sekventering spor). Selvom 74% blev bekræftet, blev nogle mutationer detekteret i Illumnia sekventering ikke bekræftet som somatiske mutationer ved Sanger sekventering. Seksten af ​​de 68 (24%) mutationer vi forsøgt at bekræfte var til stede i normale og cancer prøve, disse er kimcellelinje mutationer, men ikke påvist i nogen af ​​de normale prøver ved Illumina sekventering og heller ikke er repræsenteret i dbSNP eller 1000 genomer data. Fem af de seksten kimcellelinje mutationer var fra tumor prøver uden matchede normalt væv indbefattet i datasættet, de andre elleve kom fra tumor prøver med matchede normalt væv sekvens indbefattet i datasættet. Dette viser en hastighed på kimlinie forurening ikke elimineres ved de matchede normale kontroller eller sammenligningen til kendte polymorfi databaser. Det kan være, at dækningen af ​​substitutionerne i det normale væv sker for at være lavere end i cancer prøven og så nogle kimcellelinje mutationer forbliver trods de somatiske filtre. To af de 68 (3%) mutationer vi forsøgt at bekræfte ikke var til stede i normal eller cancer prøve af Sanger-sekventering. En årsag kunne være falske positiver i Illumnia data som følge af artefakt; dog ekstra fil 6 Figur S3 viser den falsk positiv rate at være lav i det mindste for de varianter, der er repræsenteret på Affymetrix V6 arrays. En anden mulighed er, at disse er til stede i en undergruppe af prøven under følsomheden af ​​Sanger metoden, men detekteres af Illumina sekventering. Derfor er mutationer rapporteret i Illumina sekventering også rapporteret i lilla i figur 3, er en vis forsigtighed berettiget, når de fortolker disse resultater, da de kan være kimlinie polymorfier eller kun til stede i en delmængde af tumorprøven.
Ændringer i RAS /RAF /MEK /ERK pathway
Tre tumorprøver havde KRAS Salg genetiske ændringer (figur 3), hvilket antyder terapeutisk mulighed for behandling med MEK-inhibitorer. En af disse ændringer er en G12D-mutation. KRAS
G12D mutationer er blevet påvist at initiere carcinogenese og tumor overlevelse [51]. Amplifikation og overekspression af vildtype KRAS
blev set i de andre 2 prøver. KRAS
amplifikation er blevet observeret før i 5% af de primære gastriske cancere. Mavekræft cellelinjer med vildtype KRAS
forstærkning viser konstitutive KRAS
aktivering og følsomhed over for KRAS
RNAi knockdown [24]. En roman mutation i KRAS
blev også observeret; . (I prøve 08393) den funktionelle konsekvens er ukendt
PIK3CA
mutation co forekommende med KRAS
G12D, er kendt for at påvirke følsomheden over for MEK-inhibitorer [25]; desuden kan nye mutationer observeret i denne undersøgelse også få konsekvenser for den samme klasse af lægemidler. For eksempel: KSR2
fungerer som en molekylær stillads til fremme af ERK-signalering [52, 53]. Derfor mutationer i KSR2
sådan som det ses i syv prøver kan påvirke følsomheden over for MEK-inhibitorer. Et andet eksempel er ULK1
, som positivt styrer autofagi nedstrøms for mTOR [54] og er muteret i fjorten prøver. Autophagy forøges sammen med ERK-phosphorylering når mavekræft celler behandles med en proteasominhibitor [55], derfor mutationer i ULK1
kan påvirke følsomheden over for proteasomalaktivitet inhibitor behandlinger såsom bortezomib som et enkelt middel eller i kombination med MEK-inhibitorer.
Ændringer i PI3K /AKT-vejen
Der var betydelig sekvens afbrydelse af phosphoinositid-3-kinase (PI3K) pathway gener i prøvesæt. Der er en række af PI3K /AKT /mTOR-hæmmere i klinisk udvikling og patienter med aktiverende mutationer i vejen er kandidater til behandling [56]. PIK3CA
mutationer af kendte onkogenicitetsstudie blev fundet i fire prøver. Dette resulterer i en frekvens på PIK3CA
hotspot mutation på 9%, lidt højere end tidligere skøn over 6% (12/185) [27] og 4,3% (4/94) [57]. De fælles PIK3CA hotspot mutationer af kendte onkogenicitetsstudie (E545K og H1047R) [58] blev observeret to gange hver. En anden mutation i PIK3CA
K111E, som også er blevet observeret før i fire prøver i COSMIC, sås en gang og potentielt nye somatiske mutationer blev observeret i to flere prøver.
Fem ikke-synonyme Akt1
mutationer blev fundet. Selvom Akt1 Salg mutationer er fundet i ca. 2% af alle cancere, de hovedsagelig forekommer ved aminosyre 15 og den funktionelle betydning af mutation ved andre steder er ukendt. En anden ikke-synonyme mutation i AKT2
blev observeret i prøve 08407. Akt2
mutationer er meget sjældnere end Akt1
mutationer, selv om der er observeret en AKT2
mutation før i gastrisk karcinom, med en frekvens på 2% [ ,,,0],59]. Endelig mutation af PTEN
eller mTOR
kan påvirke respons på pathway hæmmere. Adskillige PTEN
mutationer er noteret og mTOR
mutationer er hyppige.
Ændringer i receptortyrosinkinaser Salg The receptor (RTK'er) og narkotika henvender EGFR
, ERBB2
og MET
blev hver forstærket (log2 > 0,6) og overudtrykt på RNA-niveau i en kræft prøve. Heraf følger, at tumorer kan være følsomme over for hæmmere af de forstærkede RTK'er. Desuden er flere ikke-synonyme mutationer observeret i deres kodende regioner. Downstream mutationer ville forventes at påvirke respons. For eksempel, i MET
forstærket prøve en beskærer mutation i Akt3
kan påvirke følsomheden over for markedsøkonomisk hæmmere.
FGFR2
forstærkes og RNA overudtrykt i to prøver, er der også flere mutationer i FGFR1
-4. Bred vifte RTK-inhibitorer, der er målrettet FGFR'er blandt andre kinaser, kan være effektiv i disse patienter [60, 61].
Ændringer i cellecyklusproteiner
virale onkogen homolog SRC
er muteret i fire af tumoren prøver, to af mutationerne forudsiges at have en skadelig virkning, herunder indførelse af en stopkodon. Dette kan modvirke-indikere SRC-hæmmere. MET
amplifikation er også en kendt modstand markør for anti-SRC terapeutika såsom dasatanib [62, 63]. Cellecyklussen relateret kinase, blev AURKA
amplificeret og overudtrykt i en prøve. AURKA inhibitorer er under udvikling til solide tumorer [37] og kan angives i dette tilfælde. CCNE1
blev forstærket i to prøver (08390 og 08357). Høje niveauer af CCNE1
har vist sig at være ofte forbundet med tidlig mavekræft og metastase men ekspressionsniveauerne ikke korrelerer med overlevelse [64, 65]. Høj CCNE1
niveauer er blevet foreslået som en følsomhed markør for gen-rettet pro-drug enzym-aktiverede behandlinger [66]
Aktivering af wnt pathway er almindelig i de carcinom prøver
Mutationer blev observeret i APC
gen i 22 prøver. APC er en tumorsuppressor vides at aktivere CTNNB1 og wnt-signalvejen, blandt andre virkninger [67]. Wnt pathway har tidligere vist sig at være hyppigt aktiveres i gastrisk cancer [68]. Vi brugte en transkriptionel signatur, der genereres fra tidligere undersøgelser [69, 70] og tilgængelige på de overordnede Institut MSigDB database til at klassificere undersøgelsen prøver ved deres wnt transkriptionelle underskrifter. Figur 5A viser en varme kort over de transkriptionelle niveauer af Wnt signatur gener i datasættene. Aktivering af denne pathway er højere i næsten alle cancer prøver sammenlignet med de normale prøver. Wnt inhibitorer er genstand for intens efterforskning i farmaceutiske og akademisk forskning [71-73]. Disse resultater tyder på, at de vil have en indikation i gastrisk cancer samt mange andre kræftformer. Figur 5 Transkriptionelle signaturer overalt prøver. Clustered Heatmap viser ekspression af A wnt signatur gener og B hedgehog signatur gener, tværs prøver i undersøgelsen. Alle udtryk værdier er Zscore normaliseret. Zscore < -1 er blå, Z-score > 1 er røde med en gradueret farvning gennem hvide på 0. Sample navne er på x-aksen, de er grupperet efter ekspressionsmønster og prøver med høj signatur score er til højre. Prøver med somatiske ikke-synonyme APC-mutationer (A) eller PTCH1 mutationer (B) og angivet med en asterisk over heatmaps. Wnt signatur gener (top til bund): FSTL1, DACT1, CD99, LMNA, SERPINE1, TNFAIP3, GNAI2, ID2, MVP, ACTN4, CAPN1, LUZP1, MTA1, RPS19, PTPRE, AXIN2, NKD2, SFRS6, CCND1, SCAP, CPSF4 , SENP2, DKK1, PRKCSH, SLC1A5, HDGF, CBX3, SCML1, PCNA, RPS11, SNRPA1, TGM2, LY6E, IFITM1, NSMAF, TCF20, BCAP31, AXIN1, AGRN, PLEKHA1, SLC2A1, CTNNB1, EIF5A, IMPDH2, GSK3b, PFN1 , UBE, MAP3K11, ARHGDIA, HNRPUL1, FLOT2, GYPC, NCOA3, CENTB1, SYK, POLR2A, KRT5, DHX36, ELF1, SMG2, FGD6, MAPKAP1, LOC389435, RPL27A, SRP19, RPL39L, SFRS2IP, FUSIP1
; Hedgehog signatur gener (top til bund):. LRFN4, JAG2, RPL29, WNT5A, SNAI2, FST, MitCN, BMP4, CCND1, BMI1, CFLAR, PRDM1, GREM1, FOXF1, CCND2, CD44
Aktivering af pindsvineoverføringsvejen er også almindelig i de carcinom prøver
PTCH1
er en tumorsuppressor og virker som en receptor for hedgehog ligander og inhiberer funktionen af ​​smoothened. Når smoothened frigøres, signaler, den intracellulært fører til aktivering af GLI transkriptionsfaktorer [74]. Multiple somatiske mutationer af PTCH1
er registreret i COSMIC, i overensstemmelse med dens tumorsuppressor rolle.

• Nedregulering af SPARC udtryk falder mavekræft cellulære invasion og overlevelse
• BRCAA1 monoklonalt antistof konjugeret fluorescerende magnetiske nanopartikler til in vivo målrettet magnetofluorescent billeddannelse af mavekræft