PLoS ONE: integracija DNR kopijų skaičiaus pakeitimus ir transkripcijos išraiška analizė žmogiškųjų skrandžio vėžio

Anotacija

Fonas

Genomo nestabilumas su dažnai DNR kopijų skaičiaus pakitimai yra vienas iš pagrindinių prabos kancerogenezėje. Į chromosomų regionai, kuriuose dažnai DNR kopijų skaičiaus padidėjimas ir nuostolių žmogaus skrandžio vėžio vis dar menkai apibrėžtas. Belieka nežinoma, kaip DNR kopijų skaičiaus pokyčiai prisideda prie genų ekspresijos profilius pokyčių, ypač pasauliniu lygiu.

Pagrindinės išvados

analizuojami DNR kopijų skaičiaus pakitimai 64 žmogaus skrandžio vėžio mėginiai ir 8 skrandžio vėžio ląstelių linijas, naudojant bakterijų dirbtinis chromosoma (AKK) matricos remiantis lyginamosios genomo hibridizacijos (aCGH). Statistinė analizė buvo taikoma koreliuoja anksčiau paskelbtus genų ekspresijos duomenis, gautus iš kDNR mikrogardelių su atitinkamomis DNR kopijų skaičiaus variacijos duomenis nustatyti kandidates onkogenų ir naviko slopinančias genus. Mes nustatėme, kad skrandžio vėžio mėginiai parodė, pasikartojančias DNR kopijų skaičiaus pokyčius, įskaitant pelną ne 5P, 8q, 20p, 20Q, arba nuostolius 4Q, 9p, 18q, 21q. Dažniausi regionai amplifikacija buvo 20q12 (7/72), 20q12-20q13.1 (12/72), 20q13.1-20q13.2 (11/72) ir 20q13.2-20q13.3 (6/72) , Dažniausiai ištrinta regionas buvo 9p21 (8/72). Susijusios genų ekspresijos masyvo duomenis aCGH nustatytiems 321 kandidates onkogenų, kurie buvo ekspresija ir parodė dažnai DNR kopijų skaičiaus padidėjimą; ir 12 kandidatas navikas slopintuvas genų, kurie buvo žemyn reguliuojamos ir įrodė, dažnai DNR kopijų skaičiaus nuostolius žmogaus skrandžio vėžio. Trys tinklai žymiai išreikštų genų skrandžio vėžio mėginiai buvo identifikuoti pagal išradingumas rūšyse analizė.

Išvados

Šis tyrimas suteikia įžvalgą DNR kopijų skaičiaus svyravimų ir jų įnašas į pasikeitusias genų ekspresijos profilius žmogaus skrandžio metu vėžio vystymąsi. Ji suteikia naujų kandidatas vairuotojo onkogenų ar navikas slopinančias genus žmonių skrandžio vėžys, naudingų kelią žemėlapius būsimos suprasti molekulinės patogenezę šio piktybinių navikų, ir naujų terapinių tikslų statyba

nurodomoji dalis:. Ventiliatoriaus B Dachrut S Koralų O Yuen ST Chu KM, teisė S et al., (2012) integravimas DNR kopijų skaičiaus pakeitimus ir Transkripcinis išraiška analizė žmogaus skrandžio vėžio. PLoS vieną iš 7 (4): e29824. Doi: 10,1371 /journal.pone.0029824

redaktorius: Reiner Albertas Veitia Institut Jacques'as Monod, Prancūzija

Įstojo rugsėjo 19 d 2011 m Priėmė: Gruodžio 3, 2011 m Paskelbta: Balandžio 23, 2012

Visos teisės saugomos: © 2012 Fan et al., Tai atviros prieigos straipsnis platinama pagal Creative Commons Attribution licencija, kuri leidžia nevaržomai naudotis, paskirstymo ir dauginimąsi bet kokioje laikmenoje sąlygomis, su sąlyga, kad pirmasis autorius ir šaltinis įskaitomos

Finansavimas:. Šis darbas remia finansavimo, kurį teikia Kalifornijos universiteto vėžio tyrimų Koordinačių komitetui XC. BF remia Kinija stipendijų Tarybos sutarties No.2010601079. Į finansuotojai neturėjo vaidmenį studijų dizainas, duomenų rinkimo ir analizės, sprendimų skelbti, ar ruošiant rankraštį

konkuruojančių interesų.. Autoriai pareiškė, kad nėra konkuruojantys interesai egzistuoja

Įvadas

Skrandžio vėžys yra viena iš labiausiai paplitusių piktybinių navikų ir antra labiausiai paplitusi priežastis, dėl vėžio susijusių mirčių visame pasaulyje [1]. Pagrindinis tipas skrandžio vėžys yra adenokarcinomos, kuri gali būti toliau suskirstyti į žarnyno tipo ir difuzinio tipo [2]. Žarnyno tipo pažeidimai yra dažnai opinis ir pasireikšti distalinio skrandį. Difuzinė tipo pažeidimai yra susiję su blogesne prognoze nei žarnyno tipo. Chirurginis gydymas yra tik terapinis būdas, turi potencialiai gydomąjį poveikį skrandžio vėžio. Skrandžio vėžiu sergantiems pacientams prognoze labai priklauso nuo klinikinės ir patologinės etape diagnozės ligos. 5 metų išgyvenamumas po radikalių chirurginės rezekcija sumažėjo nuo 60-90% I-ajame etape tik 10-25% pacientų, metu iš [3] ligos III etape. Dauguma skrandžio vėžiu sergantiems pacientams bus nustatomos vėlyvos stadijos, kuri veda prie niūrios prognozės.

Genetiniai pakitimai yra pagrindiniai įvykiai daugumai auglių vystymąsi, įskaitant skrandžio vėžio [4]. Tyrimai rodo, kad naviko progresavimas priklauso nuo eilės įsigijimo chromosomų aberacijas, vedančių į pelną ar nuostolius dalis naviko ląstelių genomą. Todėl apibūdinimas genomo anomalijos gali padėti išsiaiškinti molekulinį patogenezė skrandžio vėžiu, taip pat atskleisti genetinius žymenis progresavimo. Masyvo pagrindu lyginamoji genomo hibridizacijos (aCGH) yra galingas metodas naudojamas nustatyti patogeninių DNR kopijų skaičiaus pokyčius ant genomo masto [5]. aCGH buvo taikomas kietų auglių, įskaitant skrandžio vėžio [6], [7]. Ji buvo įrodyta, kad būti naudinga tiems naujiems onkogenų bei navikų supresorinių genų identifikavimo, ir priskirti navikai remiantis genetinių pokyčių.

ekspresijos eksperimentai nustatėme daug genų, kurie yra skirtingai išreikštas įprastais ir naviko audiniuose. Tačiau dauguma šių genų gali būti keleivių genai, kurie ribotas indėlį į Tumorigenesis. Svarbiausias uždavinys buvo nustatyti vairuotojo onkogenų ar navikas slopinančias genus, kurie vaidina svarbų vaidmenį per naviko inicijavimo ir progresavimo, Genomo DNR kopijų skaičiaus kitimas yra svarbus tipo genetiniais pakitimais stebimas naviko ląstelių, ir tai prisideda prie naviko evoliucijos pakeitimų iš genų, per regione [8]. DNR kopijų skaičiaus pelnas ir nuostoliai yra ne atsitiktinis, o atstovauti nuosekliai genetinių įvykių kancerogenezėje metu. Identifikavimas genų, kurie yra ir per išreiškė ir sustiprina arba nepakankamai išreikštas ir ištrinti gali būti naudingas, nes šie genai gali atstovauti vairuotojo genetinius pakitimus.

Ankstesni tyrimai pranešta DNR kopijų skaičiaus pokyčius ar ekspresijos profilius skrandžio vėžio mėginiai , Tyrimai taip pat atskleidė bendras chromosomų pelnas ir nuostoliai, taip pat šimtus genų, kurie gali atskirti auglius nuo normalių audinių [6], [9]. Tačiau keli tyrimai ištirti ryšį tarp DNR kopijų skaičiaus svyravimų ir transkripcijos ekspresijos profilius asociacija. Šiuo rankraščiu, mes atliekame aCGH analizę daugelyje žmogaus skrandžio vėžio pavyzdžius. Be to, buvo atliktas integruotas analizė DNR kopijų skaičiaus svyravimų ir atitinkami genų ekspresijos vertės nustato svarbius genus, kurie gali prisidėti prie skrandžio vėžio patofiziologija. Iš 321 kandidatų onkogenų ir 12 kandidatas auglio slopinamojo genų iš viso buvo nustatyti per analizę.

Medžiagos ir metodai

etika pareiškimas

archyvinių skrandžio pavyzdį naudojimas srovės tyrimas buvo patvirtintas etikos komiteto Honkongo universiteto ir vidaus peržiūros tarybų Kalifornijos universiteto San Franciske.

navikų mėginiuose, ląstelių linijas ir DNR, RNR paruošimo

navikų mėginiuose buvo surinkti iš pašalintas skrandis egzemplioriais iš chirurgijos departamento Queen Mary ligoninė, Honkongo universitetas. Aštuoni skrandžio vėžio ląstelių linijas, AGS, BGC823, N87, NUGC3, SNU16, SNU5, KATOIII ir MNK45 buvo aprašyta ankstesniuose leidiniuose [10]. Genomo DNR buvo išskirta naudojant genomo DNR gryninimo rinkinį (Qiagen, Valensija, Kalifornija).

Klinikos-patologinis parametrai navikų buvo anksčiau paskelbta [11]. Navikai buvo klasifikuojami naudojant Lauren klasifikaciją žarnyno, difuzinės, Maišytas, ir neaiškūs tipai [2]. Iš H. pylori buvimas pašalintas skrandis egzempliorių nulėmė histologinio tyrimo ir papildyta modifikuoto Giemsa dažymą. Su EBV buvimas vėžinių ląstelių buvo tirta in situ hibridizacijos už Ebera kaip buvo aprašyta anksčiau [12]. Naviko stadijos buvo apibrėžta Bendrųjų taisyklių [13] skrandžio vėžiu ir tyrimo Japonijos mokslinių tyrimų draugijos skrandžio vėžio.

Masyvo pagrindu CGH

Žmogaus 1.14 matricas buvo gautas iš UCSF vėžio centras masyvas Core (http://cc.ucsf.edu/microarray/). Jie sudarė 2353 bakterinių dirbtinis chromosoma (AKK) klonų, kad apie žmogaus genomą 1,5 Mb rezoliucijos. Dėl hibridizacijos 1 mikrogramų naviko DNR ir 1 mikrogramų lyčių atitiko atskaitos DNR buvo paženklinti atsitiktinės gruntavimo naudojant Cy3-dCTP ir Cy5-dCTP, atitinkamai, su Bioprime Kit (Invitrogen). Neįregistruotos fluorescencinės nukleotidai buvo ištrintas naudojant Sefadekse-50 kolonėlė (Amersham, PISCATAWAY NJ). Pavyzdžio ir nuoroda DNR buvo sumaišyti su 100 mikrogramų Cot-1, nusodinti, ir resuspenduojamos hibridizacijos tirpalo. Hibridizacija tirpalas buvo denatūruotas 10 min 72 ° C temperatūroje, ir inkubuojami 1 h 37 ° C temperatūroje. Buvo atliekama hibridizacija 48-72 val drėgnoje kameroje, ant lėtai rocking'o lentelėje. Matricos buvo plaunamas 10 min 50% formamido ir 2 × SSC 45 ° C, ir 10 min fosfatinis buferis, kurio kambario temperatūroje. Skaidrės buvo sumontuotas montavimo tirpalus, kurių sudėtyje 0,3 mikrogramai /ml DAPI. Trys vieno spalvos intensyvumas vaizdus (DAPI, Cy3 ir Cy5) buvo renkami už kiekvieną masyvo naudojant krūvio sąsajos prietaiso vaizdo kamera.

Masyvo pagrindu CGH duomenų analizė

UCSF VIETOVĘ programinė įranga [14] buvo naudojamas automatiškai segmentas dėmės grindžiamus DAPI vaizdų, atlikti vietinius fono pataisymus, ir apskaičiuoti įvairius matavimo parametrus, įskaitant log2 santykis visų integruotų Cy3 ir Cy5 intensyvumo kiekvienoje vietoje. Žalios duomenys aCGH yra prieinami GEO (prisijungimas numeris: GSE33501).

Programos SPROC buvo naudojamas susieti klonas tapatybes ir kartografavimo informacija failą su kiekvienu vietoje taip, kad duomenys gali būti brėžiamas palyginti su pozicijos Bács. Chromosomų aberacijos buvo klasifikuojama kaip pelnas, kai normalizuotos log2 Cy3 /Cy5 santykis buvo > 0,225 ir kaip nuostolius, kai santykis buvo < -0.225. Skaičius buvo nustatyta kaip 3 kartus vidutinį SD normalios, lyginant su normaliu aCGH hibridizacijos. Amplifikacijos buvo nustatyti, kai normalizuotas log2 Cy3 /Cy5 santykis buvo > 0,8. Be to, homozigotine išbrauktas nebuvo nustatyta, kai normalizuotos log2 Cy3 /Cy5 santykis buvo < -0,7. Keli pelnas, nuostoliai ir amplifikacijos buvo skaičiuojami kaip atskiri renginiai. Iš pelno ar nuostolių visą chromosomų rankos riba apibrėžiama kaip vidutinis log2 santykiu > 0,225 arba. ≪ -0,225 visiems klonų dėl chromosomų rankos

Statistinė duomenų analizė

mėginiai buvo suskirstyti remiantis eksperimentiniais duomenimis ir, palyginti su klinikiniais duomenimis (lentelė S1), naudojant didelę analizę Mikrogardelė (SAM) analizė [15]. DNR kopijų skaičiaus pakeitimus, įskaitant vidutiniškai procentą pelno ir nuostolių. Dažnas stiprinimas ir išbraukta buvo analizuojami naudojant CGH Explorer 3.2 (http://www.ifi.uio.no/forskning/grupper/bioinf/Papers/CGH/). "Analizė Kopijuoti klaidos" (AKF) buvo atliekamas naudojant klaidingą atradimas norma (FDR), iš 0,0001 ir vidutinio jautrumo. Grupavimas visuose mėginiuose buvo atliktas TreeView versija 1.60.

R /Bioconductor programinę įrangą, įskaitant CBS programos, buvo naudojama apskaičiuoti tarp kopijų skaičiaus pokyčius ir genų ekspresijos koreliaciją. Sąvoka duomenys apie 6688 kDNR klonų taikytais praėjusiais genų ekspresijos analizės [11], [16] (GEO prisijungimas numeris: GSE2701) buvo gauta. Žemėlapio padėtis šių kDNR klonų buvo paskirti naudojantis ncbi genomo surinkimas, prieinama per UCSC genomo naršyklės duomenų bazės (NCBI statyti 35). ACGH duomenys buvo suskirstyti naudojant apvalų dvejetainis segmentaciją (CBS), kaip įgyvendinami DNR kopijavimo paketo R /Bioconductor išversti eksperimentinius intensyvumo matavimus į regionus lygių kopijų skaičiaus. Trūksta vertes klonų žemėlapių per segmentuoti regionų lygių kopijų skaičiumi buvo priskirti naudojant atitinkamos segmente vertę. Geno ekspresijos klonai buvo susietas su BAC klonas per 1 MB genų ekspresijos klonas, kuris turėjo aukščiausią Pearson koreliaciją tarp kopijų skaičiaus ir genų ekspresiją. "išlyginti" vertybės iš CBS, kurių iš pradžių pastebėjo log2 santykis atmetus klonų aukščiau aprašytų ir sąlyginių verčių trūkstamų reikšmių buvo atsižvelgta apskaičiuojant koreliacijos su genų ekspresiją. Koreliacija buvo skaičiuojamas tik klonai, o koreliacijos koeficientas 0,29 buvo naudojamas kaip atjungimo identifikuoti klonus, turinčius teigiamą koreliaciją tarp kopijų skaičiaus ir genų ekspresiją. P
k dydžiai už genų ekspresiją ir nukopijuokite buvo gautas skaičius koreliacijos remiantis kombinacija. Žodžio duomenų etiketes buvo atsitiktinai išmaišytos ir Pearsono koreliacija tarp genų ekspresijos klonų ir kopijos numeris AKK klonų buvo apskaičiuotas kaip aprašyta anksčiau. Tai buvo pakartotas 1000 kartų. Kiekvienam genų ekspresijos klonas, p-vertė buvo nustatyta, kiek kartų proporcingai Kėliniai remiantis koreliacija buvo didesnis nei arba lygus prie nustatyto koreliacijos. P
k dydžiai buvo tada Koreguota daugeliui testings kontroliuojant už melagingą atrasti norma (FDR), naudojant Benjamini-Hochberg metodą [17].

buvo atliekama funkcinė analizė reikšmingų genų naudojant Išradingumas kelią programinę įrangą (Išradingumas sistemos, Redwood City, Kalifornija).

rezultatai

masyvo pagrindu CGH analizė žmogaus skrandžio vėžys

Jei nustatyti DNR kopijų skaičiaus pakeitimus skrandžio vėžio, mes taikomas AKK aCGH 64 žmogaus skrandžio vėžio audinių pavyzdžius ir 8 skrandžio vėžio ląstelių linijas. Pirminiai duomenys yra prieinami S2 lentelėje. Mes pastebėti pasikartojančius chromosomų nukrypimus šių mėginių, ir buvo nustatyta regionai su dideliais DNR kopijų skaičiaus pokyčius. Gautas dažnis sklypas ir aberacijos sklypas pelno ir nuostolių rodomi 1A pav ir 1B pav atitinkamai. Du tipinius genomo santykis sklypai individualaus skrandžio naviko rodomi S1 paveiksle. Dažniausiai DNR kopijų skaičiaus svyravimai šio žmogaus skrandžio navikų rinkinys, kaip nustatyta vidurinėje procentu pelnas arba nuostolis įtraukiamas padidėjimo 5P, 8q, 20p, 20Q, ir nuostolių 4Q, 9p, 18q, 21q.

Be to, mes analizuojami DNR kopijų skaičiaus pokyčius skrandžio vėžio mėginiai su įvairių Klinikos-patologinių funkcijų, įskaitant naviko stadijos, naviko tipo, auglio vietą, naviko diferenciacijos, Helicobacter pylori ir EBV infekcijos, taip pat tarp skrandžio navikų mėginiuose ir ląstelių skirtumo linijos, (pav S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, ir lentelė S3). Mes nustatėme, konkrečius chromosomų aberacijas praturtintas tam tikrais Klinikos-patologinių funkcijų. Pavyzdžiui, praradimas 19p dažniau buvo stebėtas 1 &etape; 2 etapas navikai (20%) nei 3 &etape; 4 etapas pavyzdžiai (3,41%) (lentelė S3). 16p praradimas buvo nustatytas 10% Helicobacter pylori neigiamų mėginių, palyginti su 0% Helicobacter teigiamų mėginių, o 16p pelnas buvo pastebėta 14.71% Helicobacter pylori teigiamų pavyzdžių, bet tik 3,33% Helicobacter neigiamų mėginių (lentelė S3 ). Šie rezultatai rodo galimą indėlį genų konkrečiuose regionuose į konkrečias naviko fenotipų.

Aukšto lygio amplifikacijos ir homozigotine išbrauktas apibendrinti S4 lentelėje. Dažniausiai amplifikacija buvo rastas ilgojo peties chromosomos 20. Šiame regione galima išskirti keturi atskiri biurai amplikonų: 20q12 (7/72), 20q12-20q13.1 (12/72), 20q13.1-20q13. 2 (11/72) ir 20q13.2-20q13.3 (6/72). Antra dažniausia stiprinimas, pasireiškiantis ilgojo peties chromosomos 8, taip pat turėjo keturis atskirus židinio amplikonų: 8q23.1 (3/72) 8q24.1 (7/72), 8q24.12-8q24.2 (6 /72) ir 8q24.2 (6/72). Dažniausiai homozigotiškas išbraukta regionas buvo rastas 9p21 (8/72) ir 18q22 (6/72). Kitos aukšto lygio amplifikacijos ir homozigotine išbrauktas įvyko gana žemesnius dažnius. Pavyzdžiai dažnai aberacijos yra parodyta 2 paveiksle Kai gerai būdingas Onkogeny (pvz HER2, TOP2A, CyclinE, TGFB1, AKT2 Myc
) ir naviko slopintuvas genų (pvz, P16, SMAD4, Smad7
) yra nustatyta, kad yra šių lokusų. Įdomu tai, kad buvo nustatyta didesnė skaičius papildymą ir homozigotinių trynimų į ląstelių linijų nei pirminių skrandžio vėžio navikų mėginiuose.

įnašas Genomo DNR kopijų skaičiaus variacijos Pasaulinis genų ekspresijos pokyčių žmogaus skrandžio vėžio mėginiai

mūsų ankstesniame tyrime, mes pranešė genų ekspresijos profilio 90 pirminių skrandžio vėžio mėginių, palyginti su jų 14 metastazavusiu kolegomis ir 22 ne neoplastiniu skrandžio gleivinės, su 6688 kDNR klonai rodo reikšmingą pokytį per šių mėginių [11], [ ,,,0],16]. Tarp 90 skrandžio vėžiu mėginių, 62 egzemplioriai buvo įtraukta į dabartinį aCGH tyrimas. Siekiant nustatyti, ar genomo DNR kopijų skaičiaus pokyčiai prisidėtų prie pasaulio genų ekspresijos modelio pokyčius, nustatėme tarp genų ekspresijos vertybių ir atitinkama DNR kopijų skaičiaus pokyčius šiose 62 žmogaus skrandžio vėžio mėginiai dėl genų pagrindu geno koreliaciją. Iš 6688 kDNR į originalių raiškos tyrimus, 5719 kDNR klonai su informacija pozicija buvo paimti šios analizės. Šių 5719 kDNR klonų, 1352 kDNR klonai (23,6% visų tirtų kDNR klonų), ty maždaug 973 unikalių genų, parodė statistinį reikšminga koreliacija tarp ekspresijos vertybių ir DNR kopijų skaičiaus pokyčiai (koreliacijos > 0,29 ir koreguojami p reikšmė mažesnė nei 0,01 su FDR mažiau nei 3,4%. Žr lentelė S5 už genų sąrašo). Kad būtų aiškiau, ar DNR kopijų skaičiaus įtaka genų ekspresiją, mes palyginti porinius koreliacijos genų ekspresiją duomenimis su arba aCGH vertybių AKK klonų arti lokuso kur kiekvienas genas, esantis (įstrižainė), arba aCGH vertybių AKK klonų esančių kitų regionai genomo. Mes nustatėme, poros regionuose išilgai įstrižainės turi didesnį teigiamą koreliaciją (mediana koreliacijos ~0.12), nei off-įstrižainės porų (mediana koreliacijos ~0.0) (S9A pav). A poravimas koreliacija tarp genų ekspresiją ir kopijuoti skaičius taip pat rodo teigiamą koreliaciją išilgai įstrižainės (S9B pav.) Pervežimas

Apskritai spalvinis duomenų žemėlapis, mūsų duomenys patvirtina, kad genomo DNR kopijų skaičiaus pokyčiai prisidėtų prie regioninės genų ekspresijos reguliavimo profiliai žmogaus skrandžio vėžio mėginiai.

identifikavimas onkogeno kandidatas ar auglio slopinamojo genai už žmogaus skrandžio vėžio

Jei tiksliai kandidates onkogenų ar navikas slopinančias genus, mes taikomi du kriterijai iš 1352 kDNR sąrašą klonai, kurie parodė statistiškai reikšmingą koreliaciją tarp genų ekspresiją ir atitinkamų DNR kopijų skaičiaus pokyčius. Pirma, mes ieškoma genų, kurie parodė, 5 daugiau naudos nei nuostolių arba 5 daugiau nuostolių nei naudos skrandžio vėžio pavyzdžius. Be to, mes atitiko genų sąrašą su 3329 kDNR klonų, kurie buvo nustatyti turi būti skirtingai išreikšti tarp ne vėžinių skrandžio audinių ir žmogaus skrandžio vėžio pavyzdžių [11]. Taigi, mes sumažėjo mūsų sąrašą 363 klonai, atstovaujančių 333 unikalių genų (lentelė S6). Tarp šių genų, 321 genai buvo iki reguliuojama skrandžio vėžio mėginiai ir buvo dažnai įgijo arba sustiprina genomo DNR lygiu. Likusios 12 genai buvo žemyn reguliuoja skrandžio vėžio mėginiai ir buvo dažnai ištrinami ne genomo DNR lygiu. Šie du genų rinkinio, todėl atstovauti potenciali kandidatė onkogenų ar navikas slopinančias genus, atitinkamai, kurie gali būti įtraukti į skrandžio vėžio patogenezės ir plėtrą.

DNR kopijų skaičiaus pokyčiai su atitinkamu genų ekspresijos vertybių pasirinktose Gene klasterių Žmogiškųjų skrandžio vėžio

Jei dar parodyti, kaip DNR kopijų skaičiaus svyravimai įtakoja genų ekspresiją, mes išanalizavo raiškos modelius 333 kandidačių onkogenų bei navikų slopintuvas genų 62 skrandžio vėžiu mėginių, naudojant hierarchinę klasterių (3A pav). Nėra asociacijos buvo nustatyti tarp klasterių modelis ir klinikiniais požymiais (S10 paveikslas), o tai rodo, kad šie genai neteikia papildomos vertės molekulinės klasifikavimo žmogaus skrandžio vėžio. Įdomu tai, kad buvo rasta keletas genų klasterių būti įsikūrusi tuo pačiu chromosomų regionai, įskaitant genų esančių 6p21.3-p21.1, 7q21-q22, 8q21-Q24, 8q24.3, 12q14-Q15, 20q11-Q13 ir 20q13. 3 (3B pav 3h). Bendras stipri koreliacija tarp koordinuoja aktyvinama išraiškos šių genų klasterių ir DNR kopijų skaičiaus prieaugio atitinkamų chromosomų regionai buvo pastebėta (3b pav 3h). Tai rodo, kad DNR kopijų skaičiaus kitimas yra pagrindinis veiksnys, ekspresijos variacijos šių genų per klasterius.

Kelias analizė Žymiai išreiškė genų

Išradingumas Kelias analizė (PNPP) programinė įranga buvo naudojama ištirti tarp kandidačių onkogenų ar naviko slopintuvas genų nustatytų raiškos matrica ir aCGH sąveiką. 4 paveiksle parodytos trys svarbiausi tinklus sąveikos skrandžio vėžio pavyzdžius. Tinklo 1 buvo specialiai susijęs su vėžio, inkstų & urologiniai liga, ląstelės ciklo. Tinklo 2 buvo specialiai susijęs su jungiamojo audinio vystymuisi ir funkcijoms, vėžio ir virškinamojo trakto ligomis. Tinklas 3 buvo konkrečiai susijęs su genetinis sutrikimas, skeleto & raumenų sutrikimai, ir uždegiminė liga (lentelė S7). Visi tinklai pasiekė rezultatą 21 arba didesnis ir pateiktą 11 ar daugiau genų, kurie parodė didelę santykius ir sąveiką tarp žymiai reguliuojamų genų skrandžio vėžio. Geriausi biologinės funkcijos Šių genų buvo susiję su ląstelės ciklo, DNR replikacija, rekombinacijos ir remonto, energijos gamybos, ir nukleorūgščių metabolizmo (S11 pav). Visos šios funkcijos yra žinoma, kad dalyvauti Tumorigenesis, teikti galimus ryšius tarp nustatytų kandidačių onkogenų bei navikų slopintuvas genų metu skrandžio vėžio vystymąsi.

Diskusijos

Genų kopijos numeris pakeitimai yra ypač svarbu, nes liberalizavimo įvykiai vėžio progresavimą. Šiame tyrime mes analizuojami kopijų skaičiaus aberacijos (CNAs) pagal masyvo CGH. Dažnas pelnas ir nuostoliai buvo nustatyti iš tyrimo. Be to, chromosomų regionai, kuriuose aukšto lygio papildymą ir homozigotinių trynimų taip pat buvo aprašyta. Be to, buvo tiriama priklausomybė tarp genų raiškos ir DNR CNAs. Onkogeny kandidatės ir naviko slopintuvas genų buvo nustatyti atliekant kompleksines analizes genomo kopijų skaičiaus ir genų ekspresiją. Galiausiai, santykiai tarp šių kandidačių genų ir jų biologinės funkcijos buvo aprašyta 3 tinklus naudojančių išradingumo keliu analizę. Duomenys paremti, kad derinant aCGH ir genų ekspresijos masyvo analizę yra galingas metodas nustatyti kandidates onkogenų ar navikas slopinančias genus žmogaus skrandžio vėžio. Laikantis šio popieriaus, ankstesni tyrimai taikomi panašius metodus nustatyti vairuotojo genetinius įvykius kitų tipų navikais, pavyzdžiui, kepenų vėžio [18] ir krūties vėžio [19]. Įdomu tai, kad daugiau kandidatės Onkogeny buvo identifikuoti kaip kandidatas auglio slopinamojo genų mūsų tyrime. Tai gali būti paaiškinama tuo didesnės galimo ryškio asortimentą pelnas, palyginti su nuostolių navikų mėginiuose kartu su suspausto santykis iš susimaišė ne vėžinių ląstelių. Į genų skaičių skirtumas taip pat gali reikšti, kad onkogenų išraiška gali būti giliau reglamentuoja CNAs nei navikas slopintuvas genai.

aCGH analizės, dažnai pelnas ir amplifikacijos buvo aptikta skrandžio vėžio pavyzdžius. Pažymėtina, suderinamas su ankstesniais tyrimais [20], [21], 20Q buvo dažniausias svetainė pelno aptikta skrandžio vėžio pavyzdžius. Amplifikacijos ne 20Q taip pat buvo pranešta keliose kitų vėžio, pavyzdžiui, krūties vėžio [22] ir kasos vėžio [23]. Mūsų tyrime, aukšto lygio amplifikacijos buvo rasti 20q12-q13.3 skrandžio vėžio. Keli genai yra šio lokuso, pavyzdžiui, AIB1
ir BCAS1
. AIB1
(20q12), steroidų receptorių bendrai aktyvatorius pirmiausia konstatavo, sustiprina krūties ir kiaušidžių vėžio, dalyvauja skrandžio vėžio ląstelių proliferaciją per sąveiką su branduolio receptorius [24]. BCAS1
(20q13.2), krūties karcinoma papildyta seka 1, yra stiprinama į naviko tipų įvairovė ir yra susijęs su daugiau agresyvių naviko fenotipų. Iki reguliuojama išraišką BCAS1
yra reikšmingai koreliavo su aukšto lygio amplifikacija 20q13 į adenokarcinomos virškinimo stemplės jungties [25]. 8q buvo antra dažniausia svetainė pelno, nes ji buvo aptiktas 26.39% mėginių. Amplifikacija ne 8q buvo nustatyta daugelyje vėžio, pavyzdžiui, krūties vėžio ir kasos vėžio [23], [26]. Mūsų tyrime, aukšto lygio amplifikacijos buvo rasti 8q24.1-q24.2 skrandžio vėžio. Keletas genai yra šiuo lokuso. MYC
yra būdingiausias vienas. Jis yra vienas iš labiausiai ištirtų onkogenų, kuris prisideda prie įvairių agresyvių ir neišrūšiuotos žmogaus vėžio [27] piktybinių navikų. Patologinis poveikis MYC
buvo priskirta į savo sugebėjimo kontroliuoti multiplecellular procesus, pavyzdžiui, ląstelių augimą, diferenciaciją, apoptozės, DNR pažeidimai atsakas, genomo nestabilumas, angiogenezę bei naviko invazijos [28].

Dar vienas svarbus aukšto lygio stiprinimas buvo rastas 17q12-Q21. Tipinės genai, esantys šioje lokuso yra erbb2
. Padidėjusi ir /ar amplifikacija buvo pastebėta daugelio rūšių vėžio, įskaitant skrandžio vėžio [29], [30], [31]. Koreliacija tarp erbb2
stiprinimas ir raiška pažymėti lyginant aCGH ir išraiška masyvo duomenis mūsų skrandžio vėžio duomenų rinkinys (S12 pav.) Padidėjusi ir amplifikacijos buvo nustatyta tik nedaugelyje (~6 iš 72) skrandžio vėžio pavyzdžius. Tai gali paaiškinti, kodėl erbb2 nebuvo pasirinktas koreliavo kandidatės onkogeno sąrašą, nes ji nepriėmė kriterijus, kaip vienas iš diferencijuotai išreikštų genų. Nepaisant to, rezultatas aiškiai rodo, kad stiprinimas 17q12-Q21 gali atstovauti pagrindinį mechanizmą aukšto lygio erbb2 išraiška į žmogaus skrandžio vėžio mėginių pogrupyje. Skrandžio vėžiu sergantys pacientai 17q12-q21 stiprinimas gali turėti naudos iš gydymo Herceptin A žmogiškas antikūnų, skirtos nukreipti ir blokuoti erbb2 funkciją.

Laikantis tyrimo Gorringe KL et al
amplifikacijos ne 6p21 ir 5p13 taip pat buvo nustatyti mūsų masyvo CGH rezultatai [7]. Tai intriguojanti pažymėti, kad neproporcingai didesni numeriai aukšto lygio papildymą ir homozigotinių trynimų buvo nustatyta skrandžio vėžio ląstelių linijų, palyginti su audinių pavyzdžius. Stebėjimo rodo, kad šie papildymą ar išbrauktas gali numatyti augimo privalumus metu in vitro pervežimas ląstelių kultūros, todėl yra praturtinti ląstelių linijų. Rezultatai pabrėžti šių aukšto lygio papildymą ir homozigotinių trynimų svarbą reguliuojant ląstelių proliferaciją arba išlikimą. Ląstelių linijų su šiomis papildymą ar trynimų suteikia puikią išteklius, siekiant padėti toliau studijuoti funkcinius vaidmenis šiuose regionuose genų metu skrandžio vėžio vystymąsi.

Ankstesni tyrimai pateikė įžvalgų apie konkrečius kopija skaičius pokyčių svarbą plėtra epitelinių navikų, rodo, kad šie pakitimai gali sukelti pakeisti išraiškos kritinių onkogenų ar naviko slopintuvai [21], [31], [32]. Todėl mūsų tyrimas patvirtina šias ankstesnes ataskaitas ir teikia įrodymų, patvirtinančių, kad ak yra svarbus veiksnys reguliuojant nenormalus aukštyn arba žemyn, išraiškos šių genų metu skrandžio vėžio kancerogenezėje. Tačiau dauguma genų nustatytus iš mūsų tyrimų vis dar gali būti keleivių genai, kurių raiška yra labai geno dozės priklausomas, ir Tumorigenesis metu yra ribotos funkcinės vaidmenis. Kadangi šie CNVs nėra atsitiktinė ir pagrindinis pasekmė CNVs navikuose ląstelių gali būti de-reglamentavimas svarbių Tumorigenesis genų raiškos, vairuotojas Onkogeny ir naviko slopintuvas genų gali būti įtraukta į daugelio genų, kurie mes identifikuoti. Aišku, toliau funkcinė analizė turi nustatyti šiuos vairuotojas onkogenų ir naviko slopinamojo geno tarp mūsų genelist. Norint pasiekti šį tikslą, galima taikyti siRNR remiantis ekraną nutildyti kandidačių onkogenų išraišką skrandžio vėžio ląstelių linijas. Panašūs tyrimai buvo atliekama naudojant krūties vėžio ląstelių linijas. Tokie funkciniai ekranai pasirodyti kritinė susiaurinti tikruosius vairuotojo onkogenų. Pavyzdžiui, Thollet ir kt
parodė, kad siRNR tarpininkaujant nutildymo iš ZNF217 raiškos MCF7 krūties vėžio ląstelių lėmė sumažėjęs ląstelių proliferaciją ir padidėjęs jautrumas paklitakseliui [33].

Apskritai, mūsų tyrimai pateikti kandidačių genų, kuriuos reikia toliau tirti funkciškai sąrašą. Nepaisant to, genelist jau teikia įdomių genus kaip kandidačių onkogenų kurių onkogeninė potencialas buvo įrodytas kitų tipų navikais. Genai yra NOTCH1
[34], [35], [36], BMI1
[37], [38], [39], [40], [41], EFNA1
[42], [43], NCOA2
[44] BYSL
[45], [46], ir RAD21
[47 ]. Pavyzdžiui, Notch1, iš Notch šeimos receptoriaus narys buvo nurodyta kaip daugybine auglių tipų ir žiurkių onkogeno. Aukštos išraiška NOTCH1
buvo pastebėtas žmogaus krūties vėžio ir storosios žarnos vėžio, kurie abu yra susiję su prasta rezultatus vėžiu sergantiems pacientams [34]. Aktyvuotas, NOTCH1
sukeltas plaučių adenomų pelėms ir bendradarbiavo su Myc į plaučių adenokarcinomos [35] generacija. Naujausi tyrimai parodė, kad Notch1 receptorių ląstelėje domenas (N1IC), aktyvintas forma Notch1 receptorių, buvo susijęs su skrandžio vėžio progresavimo per ciklooksigenazės-2 [36]. Todėl, Notch signalinio kelio gali būti naujas tikslas gydyti skrandžio vėžio. Antrasis pavyzdys yra Bmi1. BMI1
B-ląstelių konkrečių Moloney pelių leukemijos viruso įterpimo svetainė 1, yra iš polycomb grupės transkripcijos repressors narys ir iš pradžių buvo identifikuojami kaip onkogeno, susijusių su c-myc į pelių limfomos plėtros [ ,,,0],37]. Papildomas darbas parodė, kad BMI1 buvo susijęs su naviko vystymąsi ir progresavimą. Pavyzdžiui, vien BMI1 buvo įrodyta, kad sukelti piktybinę transformaciją iš HaCat ląstelių [38]. Iki-reguliavimo BMI1 gali skatinti ląstelių proliferaciją ir užkirsti kelią apoptozę [39]. Be to, BMI1 yra susijusios su platinimo, išlikimo, ir blogos prognozės kasos vėžio [40]. Neseniai aukštos raiškos BMI1 buvo stebimas tiek skrandžio vėžio ląstelių linijų ir skrandžio navikų. buvo rastas Padidėjusi BMI1 būti susijęs su pažangiomis klinikinės stadijos ir limfmazgių metastazių skrandžio vėžiu sergančių pacientų [41].

• PLoS ONE: Rizikos vertinimas Skrandžio vėžys, sukeltas Helicobacter pylori Naudojant CagA seka Žymekliai
• PLoS ONE: El cad destabilizacijos sąskaitos už Missense mutacijų patogeniškumas yra įgimtas Difuzinė Skrandžio Cancer