PloS Genetics: Onkogeni stazu Kombinacije predvidjeti kliničkom prognozom u želučanom Cancer

Sažetak pregled

Mnogi solidni tumori se zna da pokazuju visok stupanj heterogenosti u deregulaciju različitih onkogena puteva. Mi smo tražili da se identificiraju glavne onkogene putova u rakom želuca (GC) sa značajnim odnosa na preživljavanje pacijenta. Koristeći izraz gena potpisa, osmislili smo u silico
strategije za mapiranje obrasce onkogenim aktivacije puta u 301 osnovnih želučanih karcinoma, drugi najviši uzrok globalnog smrtnosti od raka. identificirali smo tri onkogene putova (proliferacija /matičnih stanica, NF-kB i Wnt /β-katenina) deregulirani u većini (> 70%) želučanog karcinoma. Mi funkcionalno provjerena te puta prijenosa predviđanja u panelu želučanih staničnim linijama karcinoma. Pacijent raslojavanje po onkogena kombinacijama signalnog puta pokazao ponovljive i značajne razlike preživljavanja na više skupinama, što upućuje da put prolazi interakcije mogu igrati važnu ulogu u utjecanju na ponašanje bolesti. Pojedini GCS može uspješno taxonomized strane onkogenim slijeda aktivnosti u biološki i klinički relevantnih podskupina. Predviđanje put aktivnost po ekspresije potpisa na taj način omogućuje proučavanje više rakom puteva u interakciji istovremeno u primarnim karcinomima, na skali trenutno ne može postići drugim platformama. Pregled

Autor Sažetak pregled

Rak želuca je drugi vodeći uzrok globalne smrtnosti od raka. Sa sadašnjim tretmana, manje od četvrtine pacijenata preživi dulje od pet godina nakon operacije. Pojedinačni gastrični karcinomi su vrlo raznoliki i staničnu karakteristike i odgovora na standardne kemoterapijske lijekove, što rak želuca kompleksan bolesti. Putanja utemeljene pristupe, a ne studija jednog gena, mogu pomoći da shvatimo tu složenost. Ovdje ćemo iskoristiti računalno pristup prepoznati veze između molekularnih putova i profila od raka. U velikom istraživanju razmjera više od 300 pacijenata, utvrdili smo podskupinama želučanog karcinoma raspoznaju po svojim uzorcima vožnje molekularne putove. Pokazali smo da su ove identificirane skupine su klinički relevantni u predviđanju trajanja preživljavanja i mogu biti korisni u vođenju izbor ciljane terapije dizajniran za ometanje tih molekularnih putova. Također smo identificirali specifične želučanog raka stanične linije zrcaljenja tih puta prijenosa podgrupe, što bi trebalo olakšati unaprijed kliničku procjenu odgovora na ciljane terapije u svakoj podskupini pregled

Izvor:. Ooi CH, Ivanova T, Wu J, Lee M, tan IB, Tao J, et al. (2009) onkogenih stazu Kombinacije predvidjeti kliničkom prognozom u rak želuca. PLoS Genet 5 (10): e1000676. doi: 10,1371 /journal.pgen.1000676 pregled

Urednik: Jason G. Mezey Sveučilišta Cornell, Sjedinjene Američke Države Netlogu

Primljeno: 22. travnja 2009; Prihvaćeno: 3. rujna 2009; Objavljeno: 2. listopada 2009 pregled

Copyright: © 2009 Ooi et al. Ovo je otvorenog pristupa članak distribuirati pod uvjetima Creative Commons Imenovanje License, koja omogućuje neograničeno korištenje, distribuciju i reprodukciju u bilo kojem mediju, pod uvjetom da je izvorni autor i izvor su zaslužan

financiranja. Ovo djelo bio podržan od grantova PT iz BMRC 05/1/31/19/423, Singapur Rak Sindikata SCS-BS0001, NMRC odobriti TCR /001/2007, i Duke-Nus osnovnu potporu. U financijeri nisu imali ulogu u studiju dizajna, prikupljanja i analize podataka, Odluka o objavi, ili pripremu rukopisa pregled

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

Uvod pregled

rak želuca (GC) je drugi vodeći uzrok smrtnosti od raka globalno [1]. Osobito prisutni u Aziji, većina pacijenata GC su s naprednim stadijem bolesti dijagnosticiran [2]. Deregulacija kanonskim onkogena putova, kao što su E2F, K-ras, p53 i Wnt /β-katenina signalizacije se zna da se javljaju s različitim frekvencijama u GC [3] - [6], što znači da GC je molekularno heterogena bolest. Prethodne studije opisuju GC raznolikost u primarnim tumorima obično su usmjerene na jednu putevima, mjerenje samo jedna ili nekoliko biomarkera po eksperimentu [4], [6], [7]. Za razliku od toga, eksperimentalni dokazi ukazuju da većina fenotipova raka (nekontrolirani rast, otpornost na apoptozu, itd) su u velikoj mjeri upravljaju ne samo od strane pojedinih putova, ali složene interakcije između više pro- i anti-onkogena signalnih krugova [8]. Sužavanje taj jaz između kliničke i eksperimentalne arena će zahtijevati strategije u stanju mjeriti i odnose uzorke aktivnost više onkogena puteva istovremeno u primarnim tumorima. Pregled

Prethodne studije su predložili pomoću ekspresije gena potpisa za predviđanje aktivnosti onkogena puteva u raka [9] - ovdje pretpostavili smo da uzorci onkogene aktivacije slijeda mogu se koristiti za razvoj genomske taksonomiju GC. Važno je, ovaj put u središtu strategije bitno se razlikuje od prethodnih microarray studija koje opisuju promjena ekspresije povezane s morfološkim i tkiva razlike tipa u GC [10], [11], kao put potpisi (umjesto pojedinih gena) koriste se kao osnova za klasifikaciju tumora , Mi smo razvili u silico
metodu mapiranja razine aktivacije različitih puteva u skupinama složenih primarnog tumora profila i ovjeren ovaj put usmjerena klasifikacijski pristup pomoću proof-of-concept primjere od raka dojke. Mi smo tada primjenjuje ova metoda GC ocijeniti jedanaest onkogene putova ranije upletenih u želučanoj karcinogeneze [3] - [7], [12] - [17]. Ukupno, analizirali smo više od 300 osnovnih GCS izvedene iz tri nezavisna skupina pacijenata, obavlja se prema našem najboljem znanju najveća genomske analize GC do danas. Identificirali smo tri onkogene putova (nuklearni faktor-kB (NF-kB), Wnt /β-katenina i proliferacija /matičnih stanica) koje su deregulirano u velikoj većini (> 70%) GCS i funkcionalno potvrđene put predviđanja in vitro pregled upotrebom ploče s GC staničnih linija. Iako raslojavanje pacijent na razini pojedinih putova nije dosljedno pokazuju značajne razlike u kliničkom ishodu, raslojavanje pacijenta onkogena kombinacije staze (npr visoka proliferacija /visoki NF-kB vs niska proliferacija /niski NF-kB) pokazala ponovljive i značajne razlike preživljavanja u više neovisnih skupina pacijenata, što ukazuje na važnu ulogu za kombinacije puta u utjecanju GC klinički ponašanje. Naši rezultati pokazuju da na taj način GCS može uspješno taxonomized pomoću onkogeni slijeda aktivnosti u biološki, funkcionalno i klinički relevantni podtipova. Pregled

Rezultati

Predviđanje stazu za aktivaciju u Cancer Gene Expression Profili pregled

Naša strategija za predviđanje razine onkogenim aktivacije puta u karcinomima uključuje četiri koraka (slika 1a). Prvo, definirali smo 'puta prijenosa potpisa' - seta gena pokazuju promijenjena ekspresija nakon funkcionalnog perturbacija određenog puta u dobro definiranom in vitro
ili In vivo
eksperimentalnom sustavu. Drugo, mapirati smo put potpise navlačite profila genske ekspresije iz heterogene niza karcinoma. Treće, koristeći neparametarskog, poredak se temelji postupak uzorak podudaranja, aktivacija rezultati su dodijeljeni pojedinim raka temelje na snazi ​​udruge na put potpis. Konačno, pojedine vrste raka su razvrstani na temelju njihovih rezultata aktivacijski put. Pregled

Prije nanošenja taj pristup na GC, smatra se da je važno vrednovati ovaj u silico
strategije u nizu dokaz-of -principle eksperimenti. Odabrali smo za primjer rak dojke, zloćudni tumor za koji postoji obilje dokaza o stazi heterogenosti i diskretne 'molekularnih podtipova "[18]. Za izvođenje ove validaciju, prvo pitanje je li prethodno opisani put prolazi potpisi vezani uz oslabljen estrogena signalizacije mogu se koristiti za identifikaciju raka dojke stanične linije koje pokazuju visoku razinu estrogenski receptor (ER) aktivnosti. analizirali smo ekspresiju gena panel 51 staničnim linijama tumora dojki je izvorno opisana u Neve na al. [18] sa 11-gen 'tamoksifenom osjetljivosti' stazi potpisom potječe iz popisa gena različito izražena između Maca 3366, ljudski karcinom dojke ksenografta tamoksifen-osjetljivi, i Maca 3366 /TAM, tamoksifen otporan podlinije istog ksenografta u [19]. Otkrili smo da je rak dojke stanične linije pozitivno povezana s tamoksifenom potpisom osjetljivosti izloženi značajno višu razinu ekspresije ESR1 pregled, estrogeni receptor i molekularno ciljani tamoksifen, u odnosu na linije koje pokazuju negativne rezultate aktivacije put (p = 2,12 × 10 ^{-7, točnost 84,3%, osjetljivost 100%, specifičnost 75%) (Slika 1B i Tablica S1). pregled}

Drugo, testirali smo ako put potpis povezan s estrogenom signalizaciju, ali proizlazi iz ne- tkivo dojke može se također koristiti za uslojiti istog panela linija stanica karcinoma dojke. upita smo stanična linija karcinoma dojke ploču s 41-gena 'estrogenski odgovor' potpis izveden iz popisa gena regulirano estradiola u U2OS ljudskih osteosarkoma stanica [20]. Unatoč potpisom potječe od nekog drugog tipa tkiva (npr osteosarcoma), još jednom smo utvrdili da se, kada razvrstani na temelju njihovih predvidio estrogen odaziv, raka dojke staničnim linijama grupirani zajedno prema stupnju ESR1 pregled (estrogen receptor) izraz (p = 0.0035, točnost 62,7%, osjetljivost 94,7%, specifičnost 43,8%) (slika 1C i Tablica S1). Ovi rezultati pokazuju da je zaista moguće da se predvidjeti obrasce aktivacije stazi u određenom raka interesa (karcinoma želuca u našem slučaju), koristeći izraz potpisa dobivenih iz različitih eksperimentalnim uvjetima, pa čak i različite vrste tkiva. Pregled

Obrasci onkogenim put za aktivaciju u GC Netlogu

Nakon provjere ovaj put predviđanja pristup, nastavio se primijeniti strategiju primarne GC. Umjesto testiranja svaki mogući put, odabrali smo jedanaest onkogene i tumor supresor putova ranije upletenih u želučanom karcinogeneze, koristeći naše analize RAS [4], p53 [5], BRCA1 [12], p21 [13], Wnt /β-katenina [6], E2F [3], SRC [14], myc [15], NF-kB [21], je deacetiliranje histona (HDAC) [16] i matičnih stanica u vezi potpisa [17]. Kad god je moguće, pokušali smo odabrali različite potpise za svaki put, po mogućnosti od neovisnih objavljenih studija. Na primjer, od dvije E2F aktivacije potpisa korištenih u našem pristupa, potpis je dobiven inducira aktivnost E2F1 u štakora fibroblastima [22], dok je drugi potpis je dobivena korištenjem stanične linije osteosarkoma-izvedena sadrži inducibilni ER-E2F1 fuzijski protein [23]. Konačni put prolazi predviđanja za daljnje analize obično dobiveni su kombinacijom pojedinačnih potpisa koji pripadaju istoj stazi (vidi Materijali i metode). Pregled

izračunat ćemo aktivacije rezultate za jedanaest puteva koje predstavljaju 20 puta sinteze potpisa na tri neovisne kohortama primarne GCS izvedeni iz Australije (skupina 1-70 tumori), Singapur (skupina 2-200 tumori) i Velika Britanija (skupina 3-31 tumori). Kako vizualizirati uzorke aktivacije puta, prikazan nam svake skupine kao toplinska karta, gdje je toplinska karta boja predstavlja predviđenu snagu aktivacije za svaki puta u pojedinom GCS. Uočili smo znatnu raznolikost stazi aktivacije između pojedinih bolesnika GC (Slika 2A-2C). Međutim, potpisi su izvedeni iz nezavisnih studija koje predstavljaju slične putevi često je dao slične obrasce predviđanja (npr NF-kB (koža) i NF-kB (cerviks)), i hi-kvadrat test potvrdio značajnu razinu sličnosti u ukupnom obrazaca puta aktivacija između Australije i Singapura skupinama (p = 0,00038), a između Australije i Velike Britanije skupinama (p = 0,00051, vidi Tablica S2), ukazujući da su GC put prolazi predviđanja nisu vezani za određenu skupinu bolesnika. Identificirali smo dvije velike nakupine ko se aktivira puteve, koji su potpuno sačuvane iz skupina 1 i 2 (slika 2A i 2B) i uglavnom sačuvana u skupini 3 (Slika 2C). Među njima su (i) "proliferacija /matične stanice 'slijeda klaster (smeđi okomitu traku na slici 2) koji obuhvaća staze povezane s različitim regulatora staničnog ciklusa (npr myc, E2F, p21) i matičnih stanica potpisa; i (ii) 'onkogeni signalni' put cluster (siva okomita traka na slici 2), koji sadrži više različitih onkogenih puteva (BRCA1, NF-kB, p53, Wnt /β-katenina, SRC, RAS i HDAC putevi).

In vitro pregled Validacija stazu predviđanja

analizirajući GC slijeda Heatmap na slici 2, odabrali smo tri onkogeni putevi (NF-kB, Wnt /β-katenina i proliferacija /matičnih stanica) koji su pojedinačno aktiviraju u značajnom udjelu GCS (≥35%), a kada je u kombinaciji daje pokrivenost većine (> 70%) GCS. Proliferacija /matičnih stanica putevi su aktivirana u 40% GCS u svakoj skupini (raspon: 38 do 43%), Wnt /β-katenina putevi su aktivirana u 46% GCS (raspon: 43 do 48%), a NF kB put je aktiviran u 39% GCS (raspon: 35 do 41%) (traka boja ispod svakog toplinska karta na slici 2). Ove frekvencije i drugi često deregulirano putevi (npr p53) navedene su u tablici S3. Pregled

Za eksperimentalno provjeriti ove primarne GC puta prijenosa predviđanja, primijenili smo predviđanja put algoritam za panel 25 GC staničnih linija (GCCLs) ( slika 3). Slično primarni GC ", proliferacija /matičnih stanica" i "onkogeni signalni" grozdovi puteva također opažena kod GCCLs. Nadalje, potpisi predstavlja isti put, ali dobiveni iz različitih studija, kao što su dva neovisna mic-izvedeni potpisa [9], [24] i grupirani zajedno u GC stanicama nakon bez nadzora hijerarhijski klastera (ljubičasta zagradama u slici 3). Vođeni put predviđanjima, utvrdili smo određene GC stanične linije koje pokazuju uzorke onkogenim slijeda aktivnosti po uzoru na primarnu GCS. Povjerenje u odabiru specifičnih staničnih linija kao in vitro
modeli također se postiže ponavljanjem postupka predviđanja sedam puta koristeći razne referentnih profila, od medijana GCCL profil na nezavisne profila kao što su ne-maligne normalno profili u trbuhu (vidi Materijali i metode i Tablica S4). Parnu usporedbu potvrdio da je bilo koja dva referentni profili bili su više vjerojatno da će proizvesti suglasno puta prijenosa predviđanja od sukobljenih predviđanja (Tekst S1 i Tablica S4). Neki primjeri reprezentativnih linija uključuje AZ521 i MKN28 stanice, koji pokazuju aktivaciju proliferacije /matičnih stanica putova, YCC3 i AGS stanica za Wnt /β-katenina puteva i MKN1 i SNU5 stanice za NF-kB puta. Pregled

Prvo, mi direktno mjeriti proliferacijske stope 22 GCCLs i korelira podatke proliferacija stopa s rezultatom aktivacije srednje od potpisa u proliferaciji /matičnih stanica slijeda klastera. Postojala je značajna povezanost između eksperimentalno određenim proliferacije cijenama i ocjenama aktivacijski put (R = 0,4688, p = 0,0278) (Slika 4a). Potpora ideju da onkogeni put prolazi potpisi su superiorni prediktori slijeda aktivnosti u odnosu na ekspresiju pojedinih ključnih puta sinteze gena, nema značajnijih udruge uočene su za bilo myc ili izraza E2F1 (p = 0,48 i 0,38 za myc i E2F1, odnosno) (Slika S1 ). pregled

Drugo, u cilju potvrđivanja Wnt /β-katenina puta prijenosa predviđanja, analizirali smo ekspresiju različitih Wnt signalnog puta komponente (β-katenina, TCF4) i relativnim razinama TCF /LEF transkripcije aktivnosti u GC stanične linije predvidio da se Wnt /β-catenin- aktivirati ili Wnt /β-katenina-nonactivated. Od sedam staničnih linija odabrana zbog svoje eksperimentalne tractability (npr jednostavnost transfekcije i zgodan uvjetima rasta), otkrili smo da su i β-katenina i TCF /LEF faktor transkripcije TCF4 (također poznat kao TCF7L2), glavne komponente Wnt signalnog puta, izražene su u GC stanicama predvidjeti aktiviranjem stazi analizira da imaju visoku Wnt /β-katenina aktivnost (AGS, YCC3, Kato III i NCI-N87), ali ne izražava u dvije od tri linije (SNU1 i SNU5) povezane s nedosljedne ili niske ocjene za aktivaciju Wnt /beta-katenina (slika 4b). Nadalje, kako bi se izravno mogućnost analize Wnt slijeda aktivnosti, utvrdili smo TCF /LEF transkripcijsku aktivnost u GC staničnim linijama koriste Topflash, luciferaze izražava plazmida koji sadrže multimerized veznih TCF. Topflash Test je potvrdio visoku TCF /LEF transkripcijsku aktivnost u tri od četiri GC staničnih linija predviđa se da će imati visoku Wnt /β-katenina aktivnost (AGS, YCC3 i Kato III), ali minimalno ili nikakvo Topflash aktivnost u staničnim linijama GC povezan s nedosljedne ili niskim Wnt /β-katenina aktivacijski rezultate (SNU1, SNU5 i SNU16). Osim toga, β-katenina put prolazi aktivacijski rezultati su bili značajno viši u GCCLs s više od dva puta TCF /LEF transkripcije aktivnosti (AGS, YCC3, Kato III i NCI-N87) nego u GCCLs s nižim TCF /LEF transkripcije aktivnosti (p = 0,007, Slika 4B). U odnosu na pojedine gene, vrhunskog udruga za TCF /LEF transkripcijska aktivnost su ponovno promatraju pomoću srednju aktivacijski rezultat od Wnt /β-katenina potpisa u odnosu na bilo beta-katenina ili TCF4 (aka TCF7L2) izraza sam (p = 0,038 za potpise vs p = 0,31 i 0,58 za beta-katenina i TCF4, respektivno) (Slika S1). pregled

treće, kako bi isprobali NF-kB puta prijenosa predviđanja, odabrali smo 11 GCCLs dosljedno predvidjeti kao ni NF-κB- aktivirana ( 'NF-kB /na' šest GCCLs) ili NF-kB nonactivated ( 'NF-kB /off', pet GCCLs) (Slika S2). Povećana ekspresija gena p50 i p65, NF-kB heterodimer podjedinice, promatrana su u NF-kB /na GC staničnih linija u odnosu na NF-kB /off GC stanica (p = 0,0002 za p50, P = 0,046 za P65, Slika 4C) a na ekspresiju p65 nivoa proteina uočeno uglavnom na NF-kB /na linijama (Slika 4C). Korištenje imunocitokemiju na formalinom fiksiranih uklopljeni u parafin GC stanicama, ekspresija p65 protein je češća kod NF-kB /na GC staničnih linija u odnosu na NF-kB /isključivanje GC staničnim linijama u smislu nuklearne sublocalization, postoci stanica s bojenjem (bilo nuklearni ili citoplazmatski) i bojenje intenzitet (Tablica S5, Slika S3). Da bi se utvrdilo da li NF-kB /na GC staničnim linijama također izloženi diferencijal ekspresija gena p65-regulirana u usporedbi s NF-kB /isključivanje staničnim linijama GC, u kombinaciji smo popis gena izravno vezana s faktorom p65 transkripcije [25] s popisa geni regulirani na razini mRNA pomoću TNF-a [26], koja je poznati izazivač NF-kB aktivacije. Korištenje Gene Set Obogaćivanje Analiza (GSEA, [27]), otkrili smo da p65 ciljnih gena regulirano TNF-a tretmana je značajno povećana kod NF-kB /na GC staničnih linija u odnosu na NF-kB /isključivanje staničnim linijama GC (normalizirana obogaćivanje rezultat, NES = 1.86; false stopa otkriće, FDR < 0,001, dno najviše ploča, Slika 4C). S druge strane, p65 ciljne gene regulirani od strane TNF-a značajno su underexpressed u NF-kB /na GC staničnih linija u odnosu na NF-kB /off GC staničnim linijama (NES = -1,56, FDR = 0,019, dno najviše ploča, Slika 4C). Konačno, kako bi se izravno se potvrdila prisutnost povišene aktivnosti NF-kB, transfektirane smo tri NF-kB /o staničnim linijama i GC dva NF-kB /isključivanje GC stanicama s luciferaza-reporter sadrži reporterski gen NF-kB. Kao što je prikazano na slici 4D, tri NF-kB /na staničnim linijama GC izložene povišenom NF-kB transkripcijski aktivnost u odnosu na dva NF-kB /isključivanje staničnim linijama GC (p = 0,0084). Pregled

Uzeti zajedno, ovi rezultati podupiru koncept da u silico
puta sinteze predviđanja pomoću profila genske ekspresije su povezane s aktivacijom relevantnog puta In vitro pregled. pregled

putanja Kombinacije predvidjeti rak želuca Pacijent opstanak pregled

kako procijeniti klinički značaj utvrđenih puta sinteze podskupine, istraživali smo, ako obrasci stazi ko-aktivacije kako je prikazano na toplinske karte različitih kohorti može biti povezano s preživljavanje pacijenta. Koristili smo ukupne podatke za preživljavanje iz skupina 1 i skupina 2 i slojevitu pacijente njihovi predviđenim obrascima aktivacije putem. Primarna profil GC je definiran kao pokazuje visoku razinu aktivacije put kad je aktivacija rezultat bio iznad nule - tj što je pozitivno povezan s putevima potpis. Skupine pacijenata stratificiran prema bilo proliferacije /stabljika aktivacije stanica stazi postići sami ili NF-kB aktivacije put ocjena sami nisu se značajno razlikuju s obzirom na njihov ukupni opstanak (p > 0,05 za proliferaciju /matične stanice i NF-kB u obje kohorte, Slika 5A i 5B). Međutim, kada su rezultati aktivacijski put prolazi se spoje, bolesnici s visokim razinama aktivaciju i NF-kB i proliferacije /matičnih stanica putevi su imali značajno kraće preživljenje u odnosu na bolesnike s niskim razinama aktivaciju i NF-kB i proliferacije /matičnih stanica putevi (p = 0.0399 i p = 0.0109 za sve skupine 1 i 2 respektivno, Slika 5D). pregled

Aktivacija Wnt /β-katenina puta značajno povezana s preživljavanje pacijenta u skupini 1 (p = 0.0056, slika 5C) ali ne u skupini 2 (p = 0,0693, slika 5C). Međutim, pacijenti iz skupina 1 i 2 s visokim razinama aktivaciju obiju Wnt /beta-katenina i proliferacija /matičnih stanica putova imali značajno gore preživljavanje u usporedbi s pacijentima s niskim razinama aktivaciju obiju putova (p = 0.0073, a p = 0.0086, Slika 5E ). Za mjerilo doprinosi kombinacija signalnog puta protiv poznatim kriterijima histopatološke, Izvršili smo multivarijatne analize, uključujući kombinirane puta sinteze predviđanja i stupnju patoloških tumora (TNM klasifikaciji: stadiji 1-4), najvažniji prognostički čimbenik u GC [28]. U oba skupinama, kombinirani aktivacije proliferacije /matičnih stanica i NF-kB putevi se pokazao kao prognostički faktori neovisno od faze tumora (p = 0,003 i 0,048 za sve skupine, 1 i 2, pojedinačno) (tablica S6). Isto tako, u kombinaciji aktivacije proliferacije /matičnih stanica i Wnt /β-katenina putevi bila samostalna prognostički čimbenik u skupini 1 i postigli granični značaj u skupini 2 (p < 0,001 odnosno P = 0,058, Tablica S7). Ovi rezultati pokazuju da je procjena kombinirane status aktivacije put je klinički relevantan, a osim toga može pružiti dodatne prognostičke informacije i iznad trenutne zlatni standard predviđanja prognoze pacijenata, TNM temelji stupnjevanje tumora. Pregled

Rasprava pregled

u ovoj studiji, tražili smo podijeliti GCS u molekularno homogene podgrupe kao prvi korak do individualizacije tretmana pacijenata i poboljšanje rezultata. Važno je, za razliku od prethodne studije GC microarray odnose ekspresije gena uzorke za histologiju ili anatomska tipa [10], [11], izabrali smo temeljiti naše GC podjele na obrascima onkogenim putevima aktivnosti. Nakon razvoja i validacije ovaj novi klasifikacijski pristup, bili smo u stanju opisati, po prvi put, genomske taksonomiju GC se temelji na obrascima onkogenim putevima aktivnosti. Naš pristup naročito je pogodna za ekspresiju gena mikropoljima, jer su ti platforme ispitati tisuće mRNA transkripata u svakom uzorku i dopušta procjenu višestrukih puteva istovremeno u jednom eksperimentu. S druge strane, takav pristup trenutno nije moguće na razini proteina zbog nedostatka odgovarajućih platformi. Koristeći ovu strategiju, identificirali smo tri dominantne puteve koji pokazuju aktivaciju u većini (> 70%) GCS: proliferacija /matičnih stanica, Wnt /beta-katenina i signalizaciju NF-kB pregled

Sposobnost za obavljanje. kao "high-propusnost put profiliranje" otvara mnoge zanimljive načine. Na primjer, nekoliko studija je ranije izvijestili su nedosljedne rezultate u pogledu prognostički utjecaj različitih onkogena puteva u GC - prognostičke implikacije proliferacije povezanih antigena poput Ki-67 u GC nisu čvrsto utvrđene [29], i visoke aktivacije NF-kB u GC je povezana s obje dobrih i loših ishoda GC pacijenata u različitim studijama [7], [30]. Sasvim je moguće da su neke od ovih nedosljednosti može biti zbog povijesnog naglaskom na korištenje uobičajenih postupaka i analiziranjem bilo pojedinačne puteve ili pojedinačne puta prijenosa komponente (gena /proteina). Naša opažanja, da kombinacija put prolazi predviđaju ishod pacijenata sugerira da kombinacija put, a ne samo na pojedinačne putevi, može igrati ključnu ulogu u utjecanju na ponašanje tumora. Pregled

Još jedna korist od visoko protočnim stazi profiliranja je sposobnost da definira višeg reda odnosi između različitih onkogena puteva. U trenutnoj studiji, mi stalno promatrati istodobnu aktivaciju E2F, myc, p21 (-repression), i matičnih stanica putova u tumorima (stranica "proliferacija /matičnih stanica 'put klastera). To je vjerojatno zbog povećane stanične proliferacije tumorskih stanica, kao što je E2F je važan u kontroli stanične proliferacije i myc je i p21-represor i induktor ciklina D2 i ciklin-ovisne kinaze veže protein CksHs2 [31]. Nadalje, matične stanice, osobito embrionalnih matičnih stanica (ESCs), su također poznati da imaju visoke stope stanične proliferacije [32]. Više intrigantno, također primijetio bliske povezanosti očito funkcionalno različitim putevima, kao što su beta-katenina i SRC, kao i HDAC inhibicije i BRCA1. Takve put ko-aktivacijski obrasci mogu predložiti funkcionalne interakcije između tih putova, koji zaslužuju da ih se i dalje proučavati. Na primjer, moguće je da aktivirani c-Src može povećati ekspresiju Wnt signalnog puta [33]. Istražujući odnos između puteva koji pokazuju ko aktivacije može na taj način pružiti vrijedne informacije o sposobnosti stanica raka da koordinira aktivnost više puteva. Pregled

Treća korist put profiliranje pristupa je da olakšava identifikaciju glavnih bolesti vezane putevi. Od puteva analiziranih u ovoj studiji, otkriće da je NF-kB signalizacije može biti povišen u značajnom udjelu GCS zaslužuje pažnju jer ovaj put je relativno manje istraženi u GC. Zanimljivo, dok smo uočili značajnu razliku u oba P50 i P65 (NF-kB podgrupa) na ekspresiju gena između NF-kB /na i NF-kB /off GCCLs, nismo promatrati otvoreno izražavanje diferencijal p50 proteina u tom smislu, u usporedba s p65 (slika 4c). To može biti zbog kombinacije tri razloga. Prvo, apsolutna opseg ekspresije p65 gena preko staničnih linija je znatno veći od apsolutnog raspona ekspresije p50 gena (> 3 x, slika S4). Drugi je Western blot test korišten za obavljanje ovih proteina mjerenja se zna da će biti vrlo nisu kvantitativno, koji mogu maskirati male promjene u ekspresiji. Treće, nakon ekspresije gena, P50 izraz je također predmet raznih post-transkripcijskih regulacijskih mehanizama poput prekursora dekolte koji bi mogli utjecati na konačnu razinu P50 proteina, dok p65 ne generira iz prekursora proteina [34]. NF-kB je pokazano da aktivira H. pylori pregled [35], poznati GC carcinogen i nenormalna signalizaciju NF-kB je također bio uključen u nekoliko vrsta raka povezana s upalom, kao što su GC [36]. NF-kB je sugerirano da je konstitutivno aktiviran u primarnim karcinomima želučanim nekoliko [7] studija. Ciljane NF-kB inhibitori se trenutno aktivno razvija u mnogim programima razvoja lijek protiv karcinoma, a podskup GC bolesnika (tj oni s povišenom aktivnošću NF-kB) može predstavljati pogodan podrazred evaluacije efikasnosti ovih spojeva. Pregled

u silico
metoda koristi u našoj studiji je koncepcijski sličan radu Bild et al, koji se koristi binarni regresijskog modela za klasifikaciju tumora temelji se na pretpostavljenom aktivnosti pet onkogenih puteva [9]. Za razliku od binarnog regresije, naš pristup, koji omogućuje korištenje rang-based povezivosti metric [37], ne zahtijeva složen proces obuke na svakoj stazi potpis i ne zahtijeva raspoloživost sirovih podataka ekspresije, omogućavajući uporabu mnogih javno dostupni put prolazi potpisa u literaturi [27]. Međutim, gensku ekspresiju-based pristup ima ograničenja. Prvo, zato što se naš put predviđanja na temelju ekspresije gena, a ne proteine, takvi predviđanja su doduše molekularni surogati istinskog put za signalizaciju djelovanja. Drugo, mi smo trenutno ograničeni na analizu poznat onkogene puteve prethodno identificirane u literaturi. Treće, iako smo bili u mogućnosti koristiti puta prijenosa potpisa od vrlo različitim kontekstima tkiva predvidjeti status aktivacije put, ispitivanje početnih proof-of-princip primjera raka dojke pokazala je da je udruženje status ER u estrogen reakciju kao što je predviđeno korištenje osteosarkom potpis , iako je značajna, slabije je u odnosu na organizaciji stanja ER na tamoksifen osjetljivosti predvidjeti pomoću potpis izveden od iste vrste tkiva (tj dojke). Ovaj rezultat ukazuje da može postojati i tkiva specifične razlike u signalnog puta potpisa koje mogu utjecati na točnost predviđanja. Četvrto, u odnosu na naše studije koji je bio usredotočen na putevima poznate biološke važnosti u GC, nije jasno je li ova metoda može se primijeniti na bolesti gdje je prethodno znanje uključenih putova možda neće biti dostupni. Međutim, treba napomenuti da je bogatstvo puta sinteze potpisa (> 1000) povezane s različitim biokemijskim i signalnih puteva već postoji u literaturi, kojoj se može pristupiti iz javnih baza podataka kao što su MSigDB (http://www.broad.mit .edu /gsea /msigdb /genesets.jsp? zbirka = CGP). Budući da je naš pristup može primijeniti na gotovo svaki naziv bolesti za koju postoje genske ekspresije informacije, testiranje svaki potpis u visoko protočnim način za dokazima o stazi deregulacije je i zamisliti i izvedivo. U takvim slučajevima, put izlaže visoke frekvencije deregulacije bi onda predstavljaju puteve kandidata koji su uključeni u bolesti u pitanju, koji se tada može biti usmjeren na fokusiranom istrage i eksperimentiranja. Rješavanje tih problema će stvoriti temelje za mnogo budućih istraživanja. Pregled

Na kraju, pokazali smo u ovom radu da putevi potpisi može uspješno koristiti za predviđanje status aktivacije staničnih signalnih putova, čak iu biološkim tijelima kao kompleksa kao ljudska GC. Jedan očigledan neposredna primjena takvih puta sinteze temeljene taksonomije može se odnositi na upotrebu ciljane terapije. Početne studije procjenjuju ulogu ciljane terapije u GC su pokazali samo skromne rezultate [38]; Međutim, većina ovih studija su provedena bez prethodno raslojavanju pacijenata koji koriste molekularni ili PATOHISTOLOŠKA kriterije.