Maus Magentumormodelle mit Prostaglandin E
2 Stoffwechselwegaktivierung zeigen ähnliche Genexpressionsprofile
Zusammenfassung menschliche Magenkrebs-Typ Darm
Hintergrund
Magenkrebs werden in besser differenzierte Darm-Typ Tumor klassifiziert und schlecht differenzierten diffusen Typ einer nach Lauren histologischen Kategorisierung. Obwohl die Induktion von Prostaglandin E 2-Weg Magentumoren bei Mäusen in Zusammenarbeit mit deregulierten Wnt oder BMP-Signalisierungen fördert, ist es noch nicht ausgeräumt, ob die Magentumor Mausmodelle entweder der menschlichen Art Magenkrebs rekapitulieren. Diese Studie untersuchte die Ähnlichkeit in der Expression zwischen Magentumoren von transgenen Mäusen und verschiedenen Geweben von menschlichen Krebserkrankungen Profilierungs best-fit menschlichen Tumoren für den transgenen Mausmodellen zu finden.
Ergebnisse | Globale expression profiling zunächst Magentumoren von COX gefunden 2
/mPGES-1 | (C2mE) -bezogene transgenen Mäusen (K19-C2mE
, K19-Wnt1 /C2mE
und K19-Nog /C2mE
) ähnelte Magenkrebs unter den verschiedenen Geweben von menschlichen Krebserkrankungen einschließlich Darm-, Brust-, Lungen- und Magentumoren. Als nächstes Klassifizierung der durch eine Gen-Signatur transgenen Mäusen C2mE bezogenen menschlichen Darm- zu unterscheiden und diffuse Typ-Tumoren zeigte C2mE bezogenen transgenen Mäusen ähnlicher waren ein bis Darm-Typ im Vergleich zu diffus. Wir schließlich gezeigt, dass die Induktion der Wnt-Signalweg mit dem Prostaglandin E kooperierende 2-Weg in Mäusen (K19-Wnt1 /C2mE
Mäuse) weitere Merkmale von menschlichen Tumoren des Magens Darm-Typ reproduzieren.
Fazit kaufen Wir gezeigt, dass C2mE bezogenen transgenen Mäusen eine signifikante Ähnlichkeit zeigen, wenn durch die globale Expressionsprofilen analysiert Magenkrebs Darm-Typ. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die C2mE bezogenen transgenen Mäusen, insbesondere K19-Wnt1 /C2mE
Mäuse dienen als Best-Fit-Modell molekularen Mechanismus zugrunde liegen der Tumorentstehung von menschlichen Magendarmtyp Krebserkrankungen zu untersuchen.
Hintergrund
Magenkrebs histologischen Klassifikation auf Laurens klassisch kategorisiert in Darm-Typ und diffusen Typ basieren [1]. Darm-Typ Magenkarzinome werden durch eine bessere differenzierte, kohärente und Drüsenartigen Zellgruppen charakterisiert. Der Darm-Typ ist mit atrophischer Gastritis mehreren Schritten voran durch Beginn, die durch intestinale Metaplasie, Dysplasie und Karzinom gefolgt wird [2, 3]. Diffuse Typ entspricht schlecht differenzierten, infiltrieren und nicht bindigen Tumorzellen. Obwohl diffuse Art durch die mehreren Verfahren Schritte nicht gekennzeichnet ist, zeigt dies mehr metastatischen Phänotyp mit schlechteren Prognose.
Mehrere genetische Veränderungen sind häufiger in entweder Subtyp von Magenkrebs beobachtet. Die Überexpression von ErbB2
selektiv in Darmtyp-Tumoren gefunden und kann als prognostischer Marker für Tumorinvasion [4, 5] dienen. ErbB2
Expressionsniveau wurde berichtet, mit Lymphknoten oder Lebermetastasen zu korrelieren [6, 7]. Signifikante Abnahme bei der Expression von E-Cadherin (CDH1
) wurde ebenfalls von 20% liegt bevorzugt in diffuse-type Magenkrebs zu 90% der Frequenz [8-10] beschrieben. Die verminderte Expression von CDH1
durch LOH oder Hypermethylierung verursacht. Interessanterweise erbliche diffuse Magenkrebs wird durch Keimbahnmutationen von CDH1
Gen [11, 12] verursacht. Ferner mutation in adenomatöse Polyposis coli (APC
), die überwiegend in Darm-Typ Magenkrebs gefunden wird Wnt /β-Catenin-Weg aktiviert [13]. Cyclooxygenase-2 (COX-2
), die eine der entscheidenden Enzyme zu synthetisieren Prostaglandin E 2 ist stark hochreguliert in Darm-Typ Krebserkrankungen im Vergleich zu diffusen Typ diejenigen [14]. Diese genetischen Veränderungen könnten als Markenzeichen jeder Art von Magenkrebs sowie die histologische Eigenschaften verwendet werden.
Genomweite mRNA-Expressionsprofile Gensignaturen identifiziert zu unterscheiden, Darm- und diffus-Typ Magenkrebs. Boussioutas et al
. [15] berichteten, dass die Gen-Signatur für Unterscheidungs intestinalen Typ zeigt Segregation die Hochregulation der Proliferationsmarker in Bezug auf die DNA-Replikation, Spindelanordnung und Chromosoms. Down-regulierten Gene in der Signatur mit epithelialen Differenzierung assoziiert. Jinawath et al
. [16] entwickelt auch ein weiteres Gen-Signatur, die unterschiedlich zwischen Darm-Typ exprimiert wird und diffus-Typ Krebs mit japanischen Magentumorproben. Die Darm-Typ Signatur repräsentiert Verbesserung des Zellzyklus, während die Gene, die mit der extrazellulären Matrix (ECM) assoziieren sind im diffusen Typ Signatur dereguliert. Diese Signaturen können bieten Möglichkeiten von Biomarkern Entwicklung zu diagnostizieren /unterscheiden die beiden Arten in beiden klinischen und präklinischen Untersuchungen.
Transgene Mäuse, die Magentumoren vorhanden geeignete Modelle zu entwickeln Magen tumorigenesis zu entschlüsseln und neue therapeutische Targets zu identifizieren. Wir haben früher entwickelte mehrere transgene Mäuse, in denen das Prostaglandin E 2 Herstellungsweg hochspezifisch in der Magenschleimhaut aktiviert wird. K19-C2mE
Mäusen, die COX-2
und mikrosomalen Prostaglandin E Synthase-1 (mPGES-1 |) entzündungsbedingten Hyperplasie [17] zu entwickeln. Dies wurde durch die Rekrutierung von Schleimhaut Makrophagen vermittelt. Durch die Kreuzung wurde die K19-C2mE
Mäuse mit K19-Wnt1
Mäuse, kooperative Wirkung von Wnt1 und PGE 2 auf Magen tumorigenesis sucht. Die K19-Wnt1 /C2mE
Mäuse führte zur Entwicklung von dysplastischen Adenokarzinom des Magens bedeutet die Bedeutung der Wnt-Signalweg die Aktivierung der Vorläuferzellen undifferenzierten [18] zu halten. Um den zusätzlichen Effekt der Unterdrückung von BMP-Weg auf dem Prostaglandin E 2-Aktivierung, die Verbindung Mäuse von K19-Nog /C2mE untersuchen
etabliert. Die K19-Nog /C2mE
Mäuse verursachen die Entwicklung von Magen Hamartome, die morphologisch ähnlich sind juvenile Polyposis (JP) [19]. Obwohl die detaillierte histologische und Hypothese basierende molekulare Analyse impliziert die zentrale Rolle von Prostaglandin E 2, Wnt und Nog Weg bzw. in Magen tumorigenesis, bleibt es schwer zu fassen, ob die K19-C2mE und seine Verbindung transgenen Mäusen Ähnlichkeit zeigen Darm-Typ oder diffuse Art von menschlichen Magenkrebs, wenn sie von nicht voreingenommen globalen Expressionsprofil analysiert. um
zu identifizieren, die die Magentumoren Arten von menschlichen (Darm- oder diffuse Typ) C2mE bezogenen Mäuse ähnlicher sind, verglichen wir Expressionsprofil von die zwei Arten von menschlichen Magenkrebs mit denen von K19-C2mE
, K19-Wnt1 /C2mE
und K19-Nog /C2mE
transgenen Mäusen.
Ergebnisse | Insgesamt Genexpressionsprofile transgene Tiere
Wir haben bereits verschiedene Arten von transgenen Mäusen, bei denen Prostaglandin E 2 Stoffwechselweg aktiviert wird, entwickelt. K19-C2mE
Mäuse COX-2
exprimieren und mPGES-1
hyperplasic Magentumoren induzieren. K19-Wnt1 /C2mE
Mäuse, bei denen beide Wnt und Prostaglandin E 2 Wege sind Ursache dysplastic Magentumoren aktiviert. K19-Nog /C2mE
Mäuse sowie C2mE exprimieren Noggin Magen Hamartome entwickeln. Um einen Einblick in den molekularen Mechanismus der Magen tumorigenesis liefern, Magengewebe von den transgenen Mäusen und Wildtyp-Mäusen waren Microarray-Analyse unterworfen. Mit Hilfe der Affymetrix Genechip-System, mRNA Expression wurden für 45.037 Sondensätze gemessen, die repräsentieren 21.066 Entrez Gene und 5.324 andere Sequenzen. Eine erhöhte Expression von eingeführten Gens in jeder transgenen Maus beobachtet wurde, wie bereits berichtet [17-19].
Genomweiten Überblick über die Microarray-Daten zeigten, dass die Expression Veränderungen in den drei Tumormodellen von K19-C2mE
, K19- Wnt1 /C2mE Karten und K19-nOgh /C2mE
ziemlich ähnlich waren, während die Überexpression von Wnt1 nur oder nOgh nur auf die Expressionsänderungen in einem kleinen Teil der Gene (Figur 1) geführt. Dies legt nahe meisten expressional Veränderungen in den drei transgenen Mäusen durch die Aktivierung von PGE verursacht wurden 2 Stoffwechselweg. Hypergeometric Test für die Gen-Anreicherung zeigte, dass die Gene bei der Wundheilung und Entzündungsreaktion beteiligt waren signifikant mit dem p-Wert von 1,5 kondensiert x 10 -21 und 4,2 × 10 -13, jeweils in der Gen-Set geändert durch die C2mE Induktion. Abbildung 1 Genom-Skala Expressionsmuster von transgenen Mäusen großen Veränderungen zeigen, werden durch PGE 2 Induktion verursacht. Clustered in Reihen sind 5440 Sonde ausgewählt Sätze durch fache Änderung Schwelle von 2 oder mehr auf den Durchschnitt der Wildtyp und einem Verhältnis p-Wert von 0,01 oder weniger und Spalten sind Maus-Magen-Proben von Genotyp gruppiert. Genotypen sind auf der Oberseite des Heatmap gezeigt. Die rot-grüne Farbskala repräsentiert log10 Verhältnis zum Durchschnitt der Wildtyp-Proben, wie sie in einer Farbleiste oben links gezeigt: rote Farbe zeigt das Gen in der Probe hochreguliert ist, und grün zeigt nach unten reguliert. WT:. Wildtyp
Klassifizierung von Maus-Tumormodellen unter einem menschlichen
Magenkrebs-Subtyp Um zu bestätigen, dass die Maus Magentumormodellen für die menschliche Magenkrebs ähnlich sind, wurden die Expressionsprofile mit denen von Krebs beim Menschen im Vergleich Proben. Zuerst Genexpressionsdaten von menschlichen Brust-, Lungen-, Darm- und Magentumoren wurden vom öffentlichen Bereich gesammelt. Ähnlichkeit zwischen den Maus Magentumoren und die vier Arten von Krebserkrankungen des Menschen zu schätzen, überwachte Klassifizierung der Hauptkomponentenanalyse (PCA) wurde 1.925 Gene durchgeführt unter Verwendung der mehr als zweifach in mehr als 50 Proben aller menschlichen Proben verändert wurden. Die PCA mit den ausgewählten Genen gefunden, dass Maus Magenproben von C2mE bezogenen Mäuse wurden am ehesten unter den vier Geweben menschlichen Magenkrebs gruppierten sucht, um die globalen Ausdruck Veränderungen in den Magen-Tumoren der transgenen Mäusen anzeigt glichen denen in menschlichen Magenkrebs ( Figur 2). Figur 2 Gesamt Expression Veränderungen im Magen-Tumoren C2mE bezogenen transgenen Mäuse sind am ähnlichsten zu denjenigen in menschlichen Magenkrebs. K19-C2mE
, K19-Wnt1 /C2mE
und K19-Nog /C2mE
Maus Magentumoren und menschlichen Magen (diffuse, Darm-und Mischtyp), Darm-, Brust- und Lungenkrebs wurden aufgetragen von Hauptkomponente 1 bis 3 (PC1 bis PC3) berechnet 1.925 Gene verwendet, die um mehr als das zwei~~POS=TRUNC in mehr als 50 Proben aller verändert wurden. Die kumulative Beitrag der drei Komponenten betrug 32%. Punkte in blau dargestellt: die menschliche Magenkrebs; Cyan: menschlichen Dickdarm-Krebs; rot: menschliche Lungenkrebs; grün: menschliche Brustkrebs; Magenta:. Mausmodell Tumoren
Als nächstes, die Subtyp von Magenkrebs zu untersuchen, um zeigt Quer Spezies Ähnlichkeit wurden die Maus Tumoren im Vergleich mit menschlichen Magen Darm-Typ und diffus-Typ Krebserkrankungen auf der Basis ihrer Expressionsprofile. Zurück Expression Profi Studien der menschlichen Magentumorproben haben Gensignaturen identifiziert, die die beiden Typen zu klassifizieren. Darm- und diffuse Typen sind die beiden wichtigsten Krebsarten auf der Grundlage von mikroskopischen Morphologie klassifiziert [1]. Boussioutas et al
. [15] zeigten, dass die Proliferation Gene waren in Darmtyp-Tumoren überexprimiert als bei diffusem Typ-Tumoren; Im Gegensatz dazu waren extrazellulären Matrix-Proteingene in diffuse-type gegenüber Darm-Typ Tumoren hochreguliert. Um welche Art von menschlichen Magenkrebs zu bestimmen normalisiert die Mausmodellen ähnlicher sind, können wir die Daten von Menschen [20] zu dem Durchschnitt von normalen Proben und ausgewählte 122 Gene, die in intestinalen Typ in die entgegengesetzte Richtung verändert wurden und diffusen Typ [weitere Datei 1], Darm- und diffuse Typen zu klassifizieren, indem die normalisierten Daten. Die falsche Entdeckung Rate wurde schätzungsweise 2,4% betragen. Die Genauigkeit der Klasse Vorhersage-Set mit diesem Gen wurde geschätzt, um 85% zu sein leave-one-out Kreuzvalidierung von menschlichen Proben. Wir untersuchten auch, ob dieses Gen-Set eine andere Magenkrebs Datensatz [15] korrekt verwendet werden können, zu klassifizieren. Die Testdatensatz 22 enthalten Darm-Typ, 35 diffus-Typ und zehn normalen Proben und war auf dem Durchschnitt aller normalen Proben normalisiert. Die Fehlerquote lag bei 25% insgesamt und 29% und 18% in Diffuse- und Darm-Typ Krebserkrankungen sind.
Um die Expressionsmuster der Signatur Gene in Maustumoren zu denen in der menschlichen Magenkrebs, hierarchisches Clustering vergleichen Analyse wurde mit Maus Magen-Daten und menschlichen Darm- und diffus-Typ Datensätze durchgeführt. Das Expressionsmuster von unserer modifizierten Signatur Gene zur Unterscheidung Darm- und diffuse-type Magenkarzinome zeigten, dass die Magentumoren von C2mE bezogenen transgenen Mäusen ähnlicher waren als die menschliche Magenkrebstyp-intestinalen diffundieren Typ-Human-Magenkarzinome (Abbildung 3 ). Durch lineare Diskriminanzanalyse, alle C2mE bedingten Magentumoren mit Ausnahme eines K19-Wnt1 /C2mE Probe wurden als Darmtyp-Tumoren klassifiziert. Abbildung 3 Expressionsprofile von C2mE bedingten Magentumoren sind für die menschliche Darm-Typ Magenkarzinome gruppierten. Clustered in Reihen sind 93 Gene, die p-Wert erfüllt weniger als 0,001 und entgegengesetzte Änderung Richtung zwischen Darm-Typ und diffus-Typ menschlichen Magenkrebs, und Cluster-in-Säulen sind von Mensch und Maus Magentumoren. Als Abstandsmaß wurde Cosinus Korrelation verwendet. Linkage Methode für das Clustering war durchschnittlich-Verknüpfung. Die Proben in rot dargestellt: menschlichen Darm-Typ Magenkrebs; blau: Mensch diffuse Art; gelb: K19-C2mE
Mäuse; Magenta: K19-Wnt1 /C2mE: Artikel Cyan: K19-Nog /C2mE
. Die rot-grüne Farbskala repräsentiert log10 Verhältnis zum Durchschnitt der Wildtyp oder normalen Proben, wie sie in einer Farbleiste oben links dargestellt.
Expressionsmuster der Gene in menschlichen Magenkrebs in einem Subtyp spezifischer Weise häufig dereguliert
Es ist bekannt, daß die Amplifikation oder Überexpression bestimmter Gene in einen Subtyp-spezifischen Art und Weise gefunden werden. E-Cadherin-Gen-Mutationen oder Verlust sind speziell im diffusen Typ Magenkrebs [11, 12]. Im Gegensatz dazu Amplifikation von ErbB2
Gens beobachtet wird nur in intestinalen Typ und nicht in diffuse Art berichtet [6, 7]. LOH von kolorektalen Karzinom (DCC
) gelöscht wird überwiegend in etwa die Hälfte der Darm-Typ beobachtet [21, 22]. Expressionsniveaus der drei Gene wurden zwischen Maus und menschlichen Magenkrebsarten (Tabelle 1) verglichen. CDH1
Expression wurde in menschlichen diffusen Typ signifikant verringert, aber nicht in Darm-Typ, wie erwartet. In den drei transgenen Mäusen wurde Cdh1
Gen nicht in einer transgenen Mäusen sank im Vergleich mit Wildtyp-Folgern, dass eine der charakteristischen Veränderungen in der menschlichen diffuse Art Magenkrebs nicht in den Mausmodellen beobachtet wurde. Hochregulation von ErbB2
im menschlichen Darm-Typ Microarray-Daten, und auch in unseren Mausdaten beobachtet wurde. DCC
Expression wurde in menschlichen Darm-Typ reduziert, wie erwartet, während die Reduktion des Gens in dem Mausmodell beobachtet wurde, insbesondere in K19-Wnt1 /C2mE
Mäusen. Die Ausdrücke der drei Gene, die vom Gewebetyp des menschlichen Magenkrebs definieren auch die Idee unterstützt, dass die Mausmodellen ähnlicher sind Darmtyp-Human cancer.Table 1 Expression Änderungen von subtypspezifischen Gene in Maus und menschlichen Magentumoren.
Maus
Menschen
|
C2mE
Wnt1/C2mE
Nog/C2mE
Diffuse
Intestinal
CDH1
1.13*
1.00
1.10
0.43*
1.09
ErbB2
1.37*
1.43*
1.25*
0.92
1.37*
DCC
0.91
0.85*
0.94
0.98
0.71*
Expression-Werte werden in mittleren log-Verhältnisse (Basis 10) zum Wildtyp oder normalen Proben gezeigt. Asterisk zeigt t-Test p-Wert < 0,05.
Unterschied zwischen PGE2-Weg-aktivierten Mausmodelle
Tumoren von drei Mausmodellen mit PGE 2 Stoffwechselwegaktivierung unterschiedliche Histologie zeigen. K19-C2mE
Hyperplasie mit Makrophageninfiltration entwickelt, während K19-Wnt1 /C2mE
Dysplasie entwickelt [17, 18]. K19-Nog /C2mE
entwickelt Hamartoms ähnlich dem menschlichen juvenile Polyposis [19]. Wir haben versucht, neben differentiell exprimierte Gene zwischen den drei Mausmodellen zu identifizieren, die uns die Best-Fit-Modell unter den drei zur Beurteilung erlaubt Magen-Darm-Typ Krebs zu untersuchen. Mit ANOVA p-Schwellenwert von 0,001, wählten wir 155 Gene, die unterschiedlich zwischen den drei Gruppen geregelt wurden. Nur wenige dieser Gene zeigte die Expression Veränderungen in der gleichen Richtung zwischen K19-Wnt1 /C2mE
und K19-Nog /C2mE
(Abbildung 4). Wnt Pathway-Gene Porcn
, ein Acyltransferase erforderlich für Wnt-Protein-Sekretion, β-Catenin (CTNNB1
) und Tcfe2a
(TCF3
in Menschen) wurden in K19-Wnt1 /C2mE
überexprimiert Mäusen, aber nicht in K19-nOgh /C2mE
(Abbildung 4). TGF-β /BMP Pathway-Gene Smad3
und TGFBR2
auch waren hochreguliert und Bmp2
wurde herunterreguliert in K19-Wnt1 /C2mE
aber nicht in K19-Nog /C2mE
. Abbildung 4 Wnt /β-Catenin regulatorische Gene hochreguliert in Wnt1 /C2mE Mäusen. Clustered in Reihen sind 155 Sondensätze, die wurden unterschiedlich geregelt unter drei Genotypen, K19-C2mE
, K19-Wnt1 /C2mE
und K19-Nog /C2mE
, unter Verwendung von ANOVA p-Wert Schwelle 0,001. Die Spalten zeigen Maus Magen-Probe gruppiert nach Genotyp und Genotypen sind auf der Oberseite des Heatmap gezeigt. Farbskala ist die gleiche wie in Abbildung 1
In K19-Nog /C2mE
Mäuse, einige Gene, die Tumorentstehung fördern waren nach oben oder nach unten reguliert, obwohl sie nicht in der nachgeschalteten BMP Weg berichtet. Rockii
wurde speziell hochreguliert in K19-Nog /C2mE
und dessen Überexpression über Modulation Aktinzytoskelett Organisation in verschiedenen Arten von Krebs mit Progression. Down-regulierte Gene RAMP2
und PPARGC1A
umfassen, und deren Inaktivierung oder Unterexpression wurde gezeigt, jeweils an Lungenkrebs und Hepatom Entwicklung beizutragen.
Seit der Deregulierung der Wnt-Signalweg einschließlich APC oder in CTNNB1
Mutation in Darm-Typ im Vergleich mit diffusem-Typ häufiger beobachtet wurden [23, 24], zeigten die Ergebnisse, dass K19-Wnt1 /C2mE
könnte ein Modell anbieten, die Darmtyp-Tumoren unter den drei am besten passt C2mE bezogenen Mäusen.
Diskussion
die vorliegende Studie zeigte, dass die menschliche Darm-Typ Magenkarzinome signifikante Ähnlichkeit mit C2mE bezogenen Mäuse, vor allem auf K19-Wnt1 /C2mE
Mäuse durch die globale Expressionsprofilen ausgestellt. Die Vorhersage von ähnlichen Tumorart durch globale Expressionsprofil ist mit den Phänotypen der transgenen Mäusen konsistent. Thesaurierend Beweise hat darauf hingewiesen, dass die Entzündung Ebene, die durch die hochregulierte Expression /Aktivität von COX-2
und mPGES-1 | ist severer in Darm-Typ Magenkrebs im Vergleich zu diffus-Typ ein, obwohl beide Typen verursacht wird von Tumoren sind mit Helicobacter pylori
im Zusammenhang, die Entzündung auf die infizierte Website zu induzieren, sind bekannt [14, 25-28]. Dieses Wissen unterstützt unsere Beobachtung, dass Magentumoren in C2mE bezogenen Mäuse, bei denen PGE 2-Weg zeigen Ähnlichkeit aktiviert wird, Magentumoren Darm-Typ. Darüber hinaus Aktivierung und Mutationen in CTNNB1
und APC Inaktivierung Was sind häufiger bei Darm-Typ Krebs beobachtet. Kein APC
LOH /Mutation wurden in diffusem-Typ Magenkrebs beobachtet, während 60% in Darm-Typ eine gefunden wurden [24, 29, 30]. Die Mutation in CTNNB1
überwiegend in Darm-Typ ein [13] beobachtet. Dies ist auch concordant mit unseren früheren Befund, dass K19-Wnt1 /C2mE
Mäuse, die nur Adenokarzinom unter den drei C2mE bezogenen Mäuse aktivieren stromabwärts Gene von Wnt /β-Catenin-Signalweg zu entwickeln.
Der Regel verschiedene Arten von transgenen Mäuse für einen Tumortyp sind erforderlich zwischen Mäusen Tumormodellen und menschlichen diejenigen, die dem Durchschnitt verglichen extrahiert wurden von allen untersuchten Tumorproben in jedem Mausmodell nach oben oder nach unten reguliert sind, da die Gene Profilierungs Ähnlichkeit in globalen Expression zu untersuchen. Mit diesem Ansatz, Lee et al
. [31] analysierten Genexpressionsdaten von sieben Maus hepatozellulären Karzinomen (HCC), einschließlich fünf GEMs mit humanen HCCs Modelle zu identifizieren, die menschliche Krebs oder einen Typ von Krebs beim Menschen rekapitulieren, und festgestellt, dass einige Unterklassen von menschlichen HCC mimic Mäuse-Modelle in Expressionsmuster. Hershkowitz et al
. [32] verwendet auch das gleiche Normierungsverfahren und fanden, daß charakteristische Expressionsmuster in menschlichen Brusttumoren beobachtet in 13 Mausbrusttumormodellen erhalten wurden. Da die verfügbaren Daten von Expressionsprofil für Maus Magentumoren in unseren K19-C2mE
und seine Verbindung Mäuse beschränkt sind, haben wir unterschiedliche Strategie, um die Ähnlichkeit von Magentumoren zwischen den beiden Spezies zu beurteilen. Stattdessen Durchschnitt aller Proben im Datensatz als Referenzexpressionsverhältnisse zu berechnen zu verwenden, normalisiert wir die Maus Magen-Daten durchschnittlich von Wildtyp-Proben. Um unsere Mäuse Expressionsprofile mit denen von menschlichen Magenkrebsarten vergleichen, um die Gen-Signatur menschlichen Darm- klassifizieren und diffuse-type Magenkarzinome wurde ebenfalls aus Original geändert, indem die Expressionsdaten zu dem Durchschnitt der normalen Magen Proben zu normalisieren. Dies hat es uns ermöglicht, zu zeigen, dass C2mE bezogenen transgenen Mäusen menschliche Darm-Typ Magentumoren in Expressionsprofilen ähneln.
Von Genexpressionen zwischen Mausmodellen haben gezeigt, dass die gleichzeitige Induktion von Wnt1 und PGE 2 dereguliert nicht nur die Genexpression von CTNNB1
und Porcn
in Wnt-Signal aber auch Smad3
und TGFBR2
in TGF-β /BMP-Signalisierung. Angesichts des Übersprechens zwischen TGF-β /BMP und Wnt Wege hat in mehreren früheren Studien berichtet worden, werden die deregulierte Expression der Gene in den zusätzlichen Signalwege könnte durch positive und negative Rückkopplung zu den Wegen von dem hochreguliert Wnt-Signalisierung beschrieben. Zum Beispiel wird BMP-Signalgebung bekannt β-Catenin-Aktivität in Darmstammzellen [33] unterdrücken. BMP-Signalgebung könnte in K19-Wnt1 /C2mE
unterdrückt werden, weil Bmp2
Ausdruck war signifikant herunterreguliert. Erhöhung der Smad3
und TGFBR2
könnte von der negativen Rückkopplung durch BMP geführt werden Unterdrückung signalisieren, wie es in einer Studie über die TGF-β induzierte Fibrose [34] demonstriert. Im Gegensatz zu den K19-Wnt1 /C2mE
transgenen Mäusen die Expression Veränderungen der Wnt Pathway-Gene wurden in K19-C2mE
und K19-Nog /C2mE
Mäusen nicht beobachtet. Es wäre von großem Interesse sein, um die Übersprechens von der Verbindung transgenen Mäuse Signalwege zu analysieren.
Schlussfolgerungen
Gentechnisch veränderte Maus (GEM) Modelle bieten nützliche Werkzeuge Mechanismus der Tumorentstehung zu studieren, ein neues Ziel für Arzneimittel zu validieren Entwicklung und Biomarker zu finden. Die Fortschritte in der Gentechnik haben es uns ermöglicht, eine Vielzahl von transgenen oder Knockout-Modelle menschlicher Erkrankungen zu entwickeln. Die wichtigste Frage auf GEMs als Krankheitsmodelle verwenden ist, ob das Modell der menschlichen Krankheit rekapituliert. Wir entwickelten zuvor mehrere Magentumor transgenen Mäusen, bei denen Prostaglandin E 2 Stoffwechselweg aktiviert wird. Obwohl wir detaillierte histologische Analyse mit den transgenen Mäusen durchgeführt, blieb es schwer, ob globale molekulare Veränderungen in den transgenen Mäusen Merkmale der menschlichen Magentumoren reproduzieren oder nicht. Dieser Bericht hat erste Beweise dafür vorgelegt, dass K19-C2mE
und ihre Verbindung Mäuse, K19-Nog /C2mE
, K19-Wnt1 /C2mE
, zeigen Ähnlichkeit mit menschlichen Magenkrebs, insbesondere Darm-Typ eine durch die Analyse der mRNA-Expressionsprofil. Unter anderem Gewinnung von hoch- oder herunterregulierte Gene spezifisch in K19-Wnt1 /C2mE
oder K19-Nog /C2mE
bzw. abgeleitet, dass K19-Wnt1 /C2mE
Mäuse würde Best-Fit-Mausmodell für Darm-Typ Magentumoren. Diese Erkenntnisse würde möglicherweise verschiedene Vorteile in unseren zukünftigen Studien einschließlich Aufklärung von Magen tumorigenesis und optimale therapeutische Zielidentifizierung.
Methoden
Magen-Gewebeproben
Bau von transgenen Mäusen haben in unseren früheren Studien beschrieben [17-19 ]. die K19-Wnt1
und K19-Nog
Stämmen überexprimiert Wnt1
und Nog
Gene bzw. speziell im Magen Kurz. K19-C2mE
die mPGES-1 | Gen und COX-2
Gene gleichzeitig und speziell im Magen überexprimiert. K19-Wnt1 /C2mE
und K19-Nog /C2mE
sind Verbindung transgene Mäuse mit K19-Wnt1
und K19-Nog
sind; beide Mausstämme haben K19-C2mE
. Für die Expression Profilierung drei Wildtyp C57BL /6, fünf K19-Wnt1
, drei K19-C2mE
, fünf K19-Wnt1 /C2mE
, zwei K19-Nog
und drei K19- Nog /C2mE
Mäuse wurden verwendet. Alle Tiere in dieser Studie verwendet wurden, waren weibliche Mäuse im Alter von 18 bis 65 Wochen. Die Drüsenmagen jeder Maus wurde für Microarray-Analyse geschnitten. Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit der guten Tierpraxis durchgeführt, wie von der Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) definiert.
Microarrays
GenChip Mausgenom 430 2.0 Arrays (Affymetrix, Inc.) wurden verwendet, um die zu überwachen Expressionsprofile der Magenproben. Die Gesamt-RNA wurde mit dem RNeasy Mini Kit (QIAGEN) nach der Behandlung mit TRIzol (Invitrogen Corp.) hergestellt und markierte cRNA wurde unter Verwendung von Standard Affymetrix Protokolle erstellt. Die Signalintensitäten der Sonden-Sets wurden von der Affymetrix Power Tools RMA-Methode in Resolver-Software (Rosetta Biosoftware), implementiert normalisiert und Verhältniswerte auf den Durchschnitt der Proben Wildtyp-log wurden für jede Probe berechnet durch Resolver verwenden. Alle Microarray-Daten wurden auf Gene Expression Omnibus (GEO) unter Dataset Hinterlegungs Nr. GSE16902 [35].
Öffentliche menschlichen Microarray-Daten
menschlichen Magenkrebs [20] und Brustkrebs [36] Microarray-Daten wurden aus dem Online-Ergänzung in der Datenbank der Stanford Microarray abgerufen [37]. Der Magenkrebs Daten umfassen 68 Darm-Typ Krebs, 13 diffus-Typ Krebs, und 15 normalen Magen-Proben. Die Brustkrebs-Daten umfassen 115 Brusttumor und sieben normalen Gewebeproben. Menschen Darmkrebs Daten [38], darunter 100 Darmkrebs und fünf normale Gewebeproben wurden von NCBI GEO unter Beitritt GSE5206 abgerufen. Die Ann Arbor Lungentumor-Datensatz [39] einschließlich 86 Lungenadenokarzinomen und 10 nicht-neoplastische Lungenproben wurde aus der US-amerikanischen National Cancer Institute-Website [40] erhalten. Expression-Werte wurden zu log10 (Verhältnis der geometrischen Mittelwerte von normalen Proben), um mit Maus-Daten zu vergleichen umgewandelt.
Intestinale vs. diffuse Art Signatur Gene menschlichen Magentumordaten von Chen et al
. [20] wurden verwendet, um eine Darm vs. diffuse Klassierer zu entwickeln. Wir ausgewählten Gene, die die folgenden Kriterien erfüllt sind: (1) t-Test p-Wert < 0,001 zwischen den beiden Gruppen, (2) gegenüber Änderungen in der durchschnittlichen Expression von Genen in Signaturdarmtyp-Tumoren und dass der Signatur Gene in diffuse-type Tumoren. Die falsche Entdeckung Rate wurde durch den Benjamini und Hochberg-Methode [41] geschätzt.
Signatur score = (Durchschnittliche log-Verhältnis von Genen hochreguliert in Darm-Typ Tumoren und herunterreguliert in diffuse: die Tumorklassen von Maus- und humanen Proben wurden durch lineare Diskriminanzanalyse unter Verwendung der Signatur Punktzahl durch die folgende Formel definiert vorhergesagt -Typ Tumoren) - (Durchschnittliche log-Verhältnis von Genen herunterreguliert in Darmtyp-Tumoren und hochreguliert bei diffusem Typ-Tumoren)
Maus Kombination und menschlichen Genexpressionsdaten
um mit menschlichen Mausdaten zu kombinieren Magenkrebs Microarray-Daten, Maus und Mensch Daten wurden neu ins Verhältnis gesetzt zu dem geometrischen Durchschnitt von Wildtyp und normale Proben. Wenn es mehr als eine Sonde für ein Gen in einem Mikroarray eingestellt war, wurden die gemittelten Expressionsverhältnisse für das Gen verwendet. Verwendung nur homologe Gene Als nächstes, die in beiden Arrays vertreten sind, verschmolzen wir die Maus und Mensch Datensätze in einem einzigen Datensatz. Die Maus-Microarray enthält 45.037 Sondensätze, die auf 21.066 Entrez Gene entsprechen, und der menschliche Microarray enthält 6688 Sonden, die auf 4.463 Entrez Gene entsprechen. Als sie zusammengelegt wurden, wurden 4094 homologe Gene identifiziert. Anreicherung statistische Analyse
Der hypergeometric Test für Gene Ontology
wurde mit der Gen-Set Annotator entwickelt von Rosetta Inpharmatics durchgeführt [42]. Für die anderen statistischen Analysen in dieser Studie verwendet wurde, die MATLAB-Software (MathWorks Inc.).
Erklärungen
Danksagung
Die Autoren möchte Dr. Tsutomu Kobayashi für seine Unterstützung in der Mikroarray-Experiment zu danken, und Dr. Shinji Mizuarai für seine Diskussion und Kommentare zum Manuskript | Elektronische Zusatzmaterial
12864_2009_2499_MOESM1_ESM.XLS Weitere Datei. 1: Eine Liste von intestinalen Typ vs. diffuse Art Signatur Gene. Sequence Beitritt Gen Symbol und der Mittelwert der log10-Verhältnisse in Darm-Typ und in diffundieren-Typ sind jeweils für jede der 122 cDNAs gezeigt. (XLS 28 KB) Autoren 'Original vorgelegt Dateien für Bilder
Nachfolgend finden Sie die Links zu den Autoren ursprünglich eingereichten Dateien für Bilder. 12864_2009_2499_MOESM2_ESM.pdf Autoren Originaldatei für Abbildung 1 12864_2009_2499_MOESM3_ESM.pdf Autoren Originaldatei für Abbildung 2 12864_2009_2499_MOESM4_ESM.pdf Autoren Originaldatei für Abbildung 3 12864_2009_2499_MOESM5_ESM.pdf Autoren Originaldatei für 4
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Nach den Ergebnissen einer Phase-III-Studie, die auf der ASCO-Jahrestagung 2018 vorgestellt wurde, Zwei einfache rezeptfreie Arzneimittel – hochdosiertes Esomeprazol und niedrigdosiertes Aspirin – kön