PLOS ONE: intégration de l'ADN du nombre de copies Altérations et transcriptionnelle Expression Analyse en gastrique humaine Cancer

Résumé

Contexte

instabilité génomique avec l'ADN fréquent nombre de copies des modifications est l'une des caractéristiques clés de la cancérogenèse . Les régions chromosomiques avec souvent gain de nombre de copies de l'ADN et la perte dans le cancer gastrique humain sont encore mal définis. On ne sait pas comment le nombre de copies d'ADN variations contribue aux changements de profils d'expression génique, en particulier au niveau mondial.

Principaux résultats

Nous avons analysé nombre de copies d'ADN des altérations dans 64 échantillons de cancer gastrique humains et 8 lignées cellulaires de cancer gastrique en utilisant un chromosome artificiel bactérien (BAC) des réseaux d'hybridation génomique comparative sur (aCGH). L'analyse statistique a été appliqué pour établir une corrélation entre les données d'expression génique publiées antérieurement obtenus à partir de cDNA microarrays avec des données de variation du nombre de copies d'ADN correspondant à identifier les candidats oncogènes et gènes suppresseurs de tumeurs. Nous avons constaté que les échantillons de cancer gastrique ont montré récurrentes du nombre de copies d'ADN variations, y compris les gains à 5p, 8q, 20p, 20q, et les pertes à 4q, 9p, 18q, 21q. Les régions les plus fréquentes d'amplification étaient 20q12 (7/72), 20q12-20q13.1 (12/72), 20q13.1-20q13.2 (11/72) et 20q13.2-20q13.3 (6/72) . La région la plus fréquente était supprimé 9p21 (8/72). Corrélation données de tableau d'expression génique avec aCGH identifié 321 oncogènes candidats, qui étaient surexprimés et ont démontré nombre fréquentes copies d'ADN gains; et 12 candidats de gènes suppresseurs de tumeurs qui ont été régulés à la baisse et ont démontré de fréquentes copies d'ADN pertes de nombre de cancers gastriques humaines. Trois réseaux de gènes exprimés de façon significative dans les échantillons de cancer gastrique ont été identifiées par analyse des voies d'ingéniosité.

Conclusions

Cette étude donne un aperçu du nombre de copies d'ADN variations et leur contribution à des profils d'expression des gènes modifiés pendant gastrique humaine le développement du cancer. Il fournit des oncogènes nouvelles du pilote candidat ou de gènes suppresseurs de tumeur pour le cancer gastrique humaine, des cartes de voie utiles pour la compréhension future de la pathogenèse moléculaire de cette tumeur maligne, et la construction de nouvelles cibles thérapeutiques

Citation:. Fan B, Dachrut S, Coral H, Yuen ST, Chu KM, loi S, et al. (2012) L'intégration de l'ADN du nombre de copies Transformations et transcriptionnelle Analyse d'expression dans le cancer gastrique humain. PLoS ONE 7 (4): e29824. doi: 10.1371 /journal.pone.0029824

Editeur: Reiner Albert Veitia, Institut Jacques Monod, France

Reçu: Septembre 19, 2011; Accepté 3 Décembre 2011; Publié le 23 Avril, 2012 |

Droit d'auteur: © 2012 Fan et al. Ceci est un article en accès libre distribué sous les termes de la licence Creative Commons Attribution, qui permet une utilisation sans restriction, la distribution et la reproduction sur tout support, à condition que l'auteur et la source originelle sont crédités

Financement:. Ce travail est soutenu par le financement fourni par l'Université de Californie Cancer Research Comité de coordonnées à XC. BF est soutenu par le Conseil des bourses de Chine No.2010601079 contrat. Les bailleurs de fonds ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier, ou de la préparation du manuscrit

Intérêts concurrents:.. Les auteurs ont déclaré aucun conflit d'intérêts existent

Introduction

le cancer gastrique est l'une des tumeurs malignes les plus courantes et la deuxième cause la plus fréquente de cancer lié décès dans le monde [1]. Le principal type de cancer gastrique est l'adénocarcinome, qui peut encore être classés en type intestinal et le type diffus [2]. lésions de type intestinal sont souvent ulcéreuse et se produisent dans l'estomac distal. Diffuses de type lésions sont associées à un pronostic plus mauvais que le type intestinal. Le traitement chirurgical est la seule modalité thérapeutique qui a un effet potentiellement curative d'un cancer gastrique. Le pronostic des patients atteints de cancer gastrique dépend fortement du stade clinique et pathologique de la maladie au moment du diagnostic. Les taux de survie à 5 ans après la chirurgie curative baisse de résection 60-90% au stade I de% seulement 10-25 pour les patients au stade III de la maladie [3]. La plupart des patients atteints de cancer gastrique sont identifiés au stade avancé, ce qui conduit à l'pronostic sombre.

Les altérations génétiques sont des événements clés dans le développement de la plupart des tumeurs, y compris le cancer gastrique [4]. Des études suggèrent que la progression de la tumeur dépend de l'acquisition successive des aberrations chromosomiques conduisant à des gains ou des pertes d'une partie du génome de la cellule tumorale. Par conséquent, la caractérisation des anomalies génomiques peut aider à élucider la pathogenèse moléculaire du cancer gastrique ainsi que révèlent les marqueurs génétiques de la progression. Array-based hybridation génomique comparative (aCGH) est une puissante méthode utilisée pour identifier les pathogènes du nombre de copies d'ADN des changements à l'échelle du génome entier [5]. aCGH a été appliqué à un certain nombre de tumeurs solides, y compris le cancer gastrique [6], [7]. Il a été montré comme étant utiles dans l'identification de nouveaux oncogènes et gènes suppresseurs de tumeurs, et pour classifier des tumeurs en fonction des modifications génétiques.

profilage de l'expression des expériences ont identifié un grand nombre de gènes qui sont exprimés de manière différentielle dans des conditions normales et tumorales tissus. Cependant, la plupart de ces gènes sont susceptibles d'être des gènes de passagers qui ont la contribution à la tumorigenèse limitées. La principale difficulté a été d'identifier les oncogènes des pilotes ou des gènes suppresseurs de tumeur qui joue un rôle important lors de l'initiation et la progression de la tumeur, l'ADN génomique du nombre de copies de variation est un type important de l'altération génétique observée dans les cellules tumorales et il contribue à l'évolution de la tumeur par des altérations de la expression des gènes dans la région [8]. copie gains et pertes de nombre ADN ne sont pas aléatoires, mais représentent plutôt des événements génétiques cohérents pendant la cancérogenèse. L'identification des gènes qui sont à la fois sur-exprimés et amplifiés ou sous-exprimés et supprimé peut être bénéfique parce que ces gènes peuvent représenter pilote altérations génétiques.

Des études antérieures ont rapporté nombre de copies d'ADN des changements ou des profils d'expression dans des échantillons de cancer gastrique . Les études ont également identifié des gains chromosomiques communs et les pertes, ainsi que des centaines de gènes qui peuvent distinguer les tumeurs des tissus normaux [6], [9]. Cependant, peu d'études ont étudié l'association entre les copies d'ADN variations du nombre et des profils d'expression de transcription. Dans ce manuscrit, nous avons effectué une analyse aCGH dans un grand nombre d'échantillons de cancer de l'estomac humain. En outre, l'analyse intégrée du nombre de copies d'ADN et les variations des valeurs d'expression des gènes correspondants ont été effectués pour identifier des gènes importants qui peuvent contribuer à la pathophysiologie du cancer gastrique. Un total de 321 oncogènes candidats et 12 gènes suppresseurs de tumeur candidats ont été identifiés grâce à l'analyse.

Déclaration Ethic Matériaux et méthodes

L'utilisation de liquide gastrique d'archives pour le courant étude a été approuvée par le Comité d'éthique de l'Université de Hong Kong et les commissions d'examen interne de l'Université de Californie, San Francisco.

des échantillons de tumeur, les lignées cellulaires et l'ADN, l'ARN Préparation

échantillons de tumeur ont été collectées à partir d'échantillons de gastrectomie du Département de chirurgie, Hôpital Queen Mary, Université de Hong Kong. Huit gastriques lignées cellulaires de cancer AGS, BGC823, N87, NUGC3, SNU16, SNU5, KATOIII et MNK45 ont été décrits dans nos publications précédentes [10]. L'ADN génomique a été extrait en utilisant la génomique Kit de purification d'ADN (Qiagen, Valencia, CA).

Les paramètres clinico-pathologique des tumeurs ont été publiées précédemment [11]. Les tumeurs ont été classées selon la classification de Lauren de l'intestin, diffuse, mélangé, et les types de durée indéterminée [2]. La présence de H. pylori dans les échantillons de gastrectomie a été déterminé par l'examen histologique et complété par une coloration de Giemsa modifiée. La présence de l'EBV dans des cellules cancéreuses a été analysée par hybridation in situ pour EBER comme décrit précédemment [12]. Les étapes de la tumeur ont été définies par les Règles générales pour l'étude du cancer gastrique de la Société de recherche japonais pour le cancer gastrique [13].

Array-based CGH

1.14 tableaux humains ont été obtenus à partir du cancer UCSF Centre matrice de base (http://cc.ucsf.edu/microarray/). Ils consistaient en 2353 clones bactériens chromosome artificiel (BAC) qui couvraient le génome humain à 1,5 Mb résolution. Pour l'hybridation, 1 pg d'ADN de la tumeur et 1 pg d'ADN de référence du genre identifié a été marqué par amorçage aléatoire en utilisant le Cy3 et Cy5-dCTP dCTP, respectivement, avec le kit Bioprime (Invitrogen). nucléotides fluorescents non incorporés ont été éliminés en utilisant une colonne Sephadex G-50 (Amersham, Piscataway, NJ). Échantillon et la référence de l'ADN ont été mélangés avec 100 ug Cot-1, a précipité et remis en suspension dans une solution d'hybridation. La solution d'hybridation a été dénaturé pendant 10 min à 72 ° C et ensuite mis en incubation pendant 1 h à 37 ° C. L'hybridation a été effectuée pendant 48-72 heures dans une chambre humide sur une table à bascule lente. Les tableaux ont été lavés pendant 10 minutes dans 50% de formamide et du SSC 2 x à 45 ° C, et 10 min dans un tampon phosphate à la température ambiante. Les lames ont été montées dans des solutions de montage contenant 0,3 pg /ml de DAPI. Trois seule couleur des images d'intensité (DAPI, Cy3 et Cy5) ont été recueillies pour chaque tableau en utilisant une caméra à dispositif à couplage de charge.

Array-based Data Analysis CGH

Le logiciel UCSF SPOT [14] a été utilisé pour segmenter automatiquement les taches sur la base des images DAPI, effectuer des corrections de fond locales, et de calculer les différents paramètres de mesure, y compris les rapports des intensités totales intégrées Cy3 et Cy5 pour chaque tache log2. Les données brutes de l'aCGH sont disponibles à GEO (numéro d'accession: GSE33501).

SPROC du programme a été utilisé pour associer les identités de clones et un fichier d'informations de cartographie avec chaque point de sorte que les données peuvent être tracées par rapport à la position de les BACs. Des aberrations chromosomiques ont été classés comme un gain lorsque le log2 Cy3 normalisé /rapport Cy5 est > 0,225 et comme une perte lorsque le ratio était < -0,225. Le nombre a été déterminé comme 3 fois la carte SD moyenne de la normale par rapport à l'hybridation aCGH normale. Les amplifications ont été identifiés lorsque le log2 Cy3 normalisé rapport signal /bruit est Cy5 > 0,8. De même, des délétions homozygotes ont été identifiés lorsque le log2 Cy3 normalisé rapport signal /bruit est Cy5 < -0,7. gains multiples, pertes et amplifications ont été comptés comme des événements séparés. Le seuil du gain ou de la perte d'un bras de chromosome entier a été défini comme le ratio médian de log2 de > 0,225 ou <. -0,225 Pour tous les clones sur le bras chromosomique

Analyse des données statistiques

les échantillons ont été classés sur la base des résultats expérimentaux et comparés avec les données cliniques (tableau S1) en utilisant une analyse significative des microréseaux (SAM) analyse [15]. ADN copie altérations numériques, y compris le pourcentage médian de gain et de perte. amplification fréquente et de suppression ont été analysées en utilisant CGH explorateur 3.2 (http://www.ifi.uio.no/forskning/grupper/bioinf/Papers/CGH/). "Analyse des erreurs de copie" (ACE) a été réalisée en utilisant un taux de fausses découvertes (FDR) de 0,0001 et de sensibilité moyenne. Clustering de tous les échantillons a été réalisée dans la version TreeView 1.60.

logiciel R /Bioconductor, y compris le programme CBS, a été utilisé pour calculer la corrélation entre le changement du nombre de copies et l'expression génique. Les données d'expression des 6688 clones d'ADNc utilisés dans l'analyse de l'expression génique précédente [11], [16] (GEO numéro d'accession: GSE2701) ont été extraites. Position Mapping pour ces clones d'ADNc ont été assignés en utilisant l'ensemble du génome du NCBI, accessible via la base de données de navigation du génome UCSC (NCBI construire 35). Les données aCGH a été segmenté en utilisant la segmentation binaire circulaire (CBS) telle que transposée dans le paquet de copies d'ADN dans R /Bioconductor pour traduire les mesures d'intensité expérimentales dans les régions du nombre de copies égales. Les valeurs pour les clones cartographie manquantes dans les régions segmentées du nombre de copies égales ont été imputées à l'aide de la valeur du segment correspondant. Les clones d'expression des gènes ont été cartographiés au clone de BAC à 1 Mb du clone d'expression génique qui avait la corrélation de Pearson le plus élevé entre le nombre de copies et l'expression des gènes. valeurs "lissées" de CBS avec le rapport de log2 initialement observée pour les clones aberrants décrits ci-dessus et les valeurs imputées pour les valeurs manquantes ont été considérés dans le calcul de corrélation avec l'expression des gènes. Corrélation n'a été calculé pour les clones, et un coefficient de corrélation de 0,29 a été utilisé comme la coupure pour identifier les clones ayant une corrélation positive entre le nombre de copies et l'expression des gènes. p
-values ​​pour l'expression des gènes et le nombre de copies corrélations ont été obtenues sur la base de permutation. Les étiquettes des données d'expression ont été sélectionnées de façon aléatoire, et la corrélation de Pearson entre les gènes clones d'expression et le nombre de copies clones BAC ont été calculés comme décrit précédemment. Ceci a été répété 1000 fois. Pour chaque clone d'expression de gènes, la valeur de p a été déterminée comme étant la proportion de temps de la corrélation en fonction de permutation était supérieure ou égale à la corrélation observée. Le p
-values ​​ont ensuite été corrigées pour plusieurs testings en contrôlant pour le découvrir taux de faux (FDR) en utilisant la méthode Benjamini-Hochberg [17].

L'analyse fonctionnelle des gènes importants a été réalisée en utilisant le logiciel Ingenuity Pathway (Ingenuity Systems, Redwood City, CA).

Array-based CGH Analyse de

Résultats de Human Cancer gastrique

Pour identifier l'ADN nombre de copies des altérations dans l'estomac les cancers, nous avons appliqué BAC aCGH à 64 échantillons de tissus cancéreux gastriques humaines et 8 lignées cellulaires de cancer gastrique. Les données brutes sont disponibles dans le tableau S2. Nous avons observé des variations chromosomiques récurrentes dans ces échantillons et régions importantes du nombre de copies d'ADN changements ont été identifiés. L'intrigue et l'aberration de fréquence terrain de gains et les pertes résultant sont présentés dans la figure 1A et figure 1B, respectivement. Deux ratios représentatifs des parcelles de l'ensemble du génome pour tumeur gastrique individuelles sont représentées sur la figure S1. Les nombre de copies d'ADN variantes les plus courantes dans cet ensemble de tumeurs gastriques humaines, tel que déterminé par le pourcentage médian de gain ou de perte incluent des gains de 5p, 8q, 20p, 20q, et les pertes de 4q, 9p, 18q, 21q.

Ensuite, on a analysé l'ADN du nombre de copies des variations dans les échantillons de cancer gastrique avec différentes caractéristiques clinico-pathologiques y compris le stade de la tumeur, le type de tumeur, le site de la tumeur, la différenciation de la tumeur, Helicobacter pylori et l'infection à EBV, ainsi que la différence entre les échantillons de tumeurs gastriques et des cellules des lignes (figure S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 et dans le tableau S3). Nous avons trouvé des aberrations chromosomiques spécifiques enrichies en certaines caractéristiques clinico-pathologiques. Par exemple, la perte de 19p a été plus fréquemment observée dans l'étape 1 & étape 2 tumeurs (20%) que dans l'étape 3 & étape 4 échantillons (3,41%) (tableau S3). la perte de 16p a été identifiée dans 10% des échantillons négatifs à Helicobacter pylori, contre 0% pour les échantillons positifs à Helicobacter, alors que le gain de 16p a été observée dans 14,71% des Helicobacter pylori échantillons positifs, mais seulement dans 3,33% des échantillons Helicobacter négatifs (voir le tableau S3 ). Ces résultats suggèrent la contribution possible des gènes au sein des régions spécifiques à des phénotypes tumoraux spécifiques.

amplifications de haut niveau et les suppressions homozygotes sont résumés dans le tableau S4. L'amplification la plus fréquente a été trouvée au bras long du chromosome 20. Dans cette région, quatre amplicons focaux distincts pourraient être identifiés: 20q12 (7/72), 20q12-20q13.1 (12/72), 20q13.1-20q13. 2 (11/72) et 20q13.2-20q13.3 (6/72). La deuxième amplification la plus fréquente, se produisant dans le bras long du chromosome 8, avait quatre amplicons séparés focaux: 8q23.1 (3/72), 8q24.1 (7/72), 8q24.12-8q24.2 (6 /72) et 8q24.2 (6/72). La région la plus fréquente de délétion homozygote a été trouvé à 9p21 (8/72) et à 18q22 (6/72). D'autres amplifications de haut niveau et les suppressions homozygotes ont eu lieu à des fréquences relativement basses. Des exemples d'aberrations fréquents sont présentés dans la figure 2. oncogènes Certains bien caractérisés (par exemple, HER2, TOP2A, cycline, TGFB1, AKT2, MYC
) et des gènes suppresseurs de tumeur (par exemple, P16, SMAD4, SMAD7
) se trouvent à être situées dans ces loci. Fait intéressant, un nombre plus élevé d'amplifications et des délétions homozygotes ont été identifiés dans les lignées cellulaires que dans les échantillons de tumeurs du cancer gastrique primaire.

Contribution de l'ADN génomique Copie Nombre Variation à Global Gene Expression Changements dans les échantillons de cancer gastrique humain

dans notre étude précédente, nous avons signalé le profil d'expression des gènes dans 90 échantillons de cancer gastrique primaire par rapport à leurs 14 homologues métastatiques et 22 muqueuses gastrique non néoplasique, avec 6688 clones d'ADNc montrant une variation significative dans ces échantillons [11], [ ,,,0],16]. Parmi les 90 échantillons de cancer gastrique, 62 échantillons ont été inclus dans l'étude en cours aCGH. Afin de déterminer si le numéro génomique copie d'ADN variations contribuent aux changements globaux de motif d'expression génique, nous avons déterminé la corrélation entre les gènes des valeurs d'expression et le nombre de copies d'ADN correspondant change dans ces 62 échantillons de cancer gastrique humains sur un gène par base de gènes. De l'ADNc 6688 dans les études d'expression originales, 5719 clones d'ADNc avec des informations de position ont été récupérées pour cette analyse. Parmi ces 5719 clones d'ADNc, 1352 clones d'ADNc (23,6% des clones d'ADNc totaux analysés), ce qui représente environ 973 gènes uniques, ont montré une corrélation statistiquement significative entre les valeurs d'expression et du nombre de copies d'ADN variations (corrélation > 0,29 et la valeur de p ajusté inférieur à 0,01 avec FDR moins de 3,4%. Voir le tableau S5 pour la liste des gènes). Pour illustrer si l'expression des nombres de copies d'ADN influence des gènes, nous avons comparé la paire sage corrélation des données d'expression génique avec soit des valeurs aCGH de clones BAC à proximité du lieu où chaque gène est situé à (diagonale), ou des valeurs aCGH de clones BAC situés à d'autres des régions du génome. Nous avons trouvé que des paires de régions le long de la diagonale ont une corrélation positive plus élevée (corrélation médiane ~0.12) que les paires hors diagonale (corrélation médiane ~0.0) (Figure S9A). A heatmap de la corrélation par paire entre l'expression des gènes et le nombre de copies démontre également la corrélation positive le long de la diagonale (Figure S9B).

Dans l'ensemble, nos données confirment que le numéro génomique copie d'ADN variations contribuent à la régulation de l'expression régionale de gènes profils dans des échantillons de cancer de l'estomac humain.

identification du candidat Oncogene ou gènes suppresseurs de tumeur pour les cancers gastriques humaines

pour identifier les oncogènes candidats ou des gènes suppresseurs de tumeur, nous avons appliqué deux critères à la liste des 1352 ADNc les clones qui ont montré une corrélation statistiquement significative entre l'expression du gène et le nombre des changements de copies d'ADN correspondantes. Tout d'abord, nous avons cherché des gènes qui ont montré 5 plus de gains que de pertes ou 5 plus de pertes que de gains dans les échantillons de cancer gastrique. Ensuite, nous avons aligné la liste des gènes avec les 3329 clones d'ADNc qui ont été identifiés pour être exprimé de manière différentielle entre les non-tumorales tissus gastriques et des échantillons de cancer de l'estomac de l'homme [11]. Ainsi, nous avons réduit notre liste à 363 clones, représentant 333 gènes uniques (tableau S6). Parmi ces gènes, 321 gènes ont été régulés à la hausse dans les échantillons de cancer gastrique et ont souvent été gagnés ou amplifiés au niveau de l'ADN génomique. Les 12 gènes restants ont été régulés à la baisse dans les échantillons de cancer gastrique et ont souvent été supprimés au niveau de l'ADN génomique. Ces deux ensembles de gènes, par conséquent, représentent oncogènes candidats potentiels ou des gènes suppresseurs de tumeur, respectivement, qui peuvent être impliqués dans la pathogenèse du cancer gastrique et le développement.

ADN Nombre de copie changements avec le gène correspondant d'expression des valeurs dans des groupes de gènes sélectionnés dans les cancers gastriques humaines

Pour illustrer plus en détail la façon du nombre de copies d'ADN variantes influencent l'expression génique, on a analysé les profils d'expression des 333 oncogenes candidats et des gènes suppresseurs de tumeur dans les 62 échantillons de cancer gastrique à l'aide de la classification hiérarchique (figure 3A). Aucune association n'a été identifié entre le motif de regroupement et les caractéristiques cliniques (Figure S10), ce qui suggère que ces gènes ne fournissent pas des valeurs supplémentaires pour la classification moléculaire du cancer de l'estomac humain. Fait intéressant, plusieurs groupes de gènes ont été trouvés pour être situé dans les mêmes régions chromosomiques, y compris les gènes situés à 6p21.3-p21.1, 7q21-q22, 8q21-q24, 8q24.3, 12q14-q15, 20q11-q13 et 20q13. 3 (figure 3B à 3H). Une forte corrélation globale entre coordonnée expression régulée positivement de ces groupes de gènes et du nombre de copies d'ADN gains dans les régions chromosomiques correspondant a été observé (figure 3B à 3H). Il suggère que la variation du nombre de copies d'ADN est un facteur clé de la variation de l'expression de ces gènes au sein du cluster.

Pathway Analyse des gènes exprimés de façon significative

The Ingenuity Pathway Analysis (IPA) logiciel a été utilisé pour étudier les interactions entre les oncogènes candidats ou des gènes suppresseurs de tumeurs identifiées par réseau d'expression et aCGH. La figure 4 montre les trois réseaux les plus significatifs de l'interaction dans les échantillons de cancer de l'estomac. Réseau 1 a été spécifiquement associée au cancer, rénale & maladies urologiques et cycle cellulaire. Le réseau 2 est spécifiquement associée au développement du tissu conjonctif et de la fonction, le cancer et les maladies gastro-intestinales. Réseau 3 a été spécifiquement associé à un trouble génétique, squelettique & troubles musculaires et les maladies inflammatoires (tableau S7). Tous les réseaux ont atteint un score de 21 ou plus et contient 11 ou plusieurs gènes, qui ont démontré la relation étendue et l'interaction entre les gènes régulés de manière significative dans le cancer gastrique. Top fonctions biologiques de ces gènes étaient liés à cycle cellulaire, la réplication de l'ADN, la recombinaison et la réparation, la production d'énergie, et le métabolisme de l'acide nucléique (Figure S11). Toutes ces fonctions sont connus pour être impliqués dans la tumorigenèse, fournissant des liens possibles entre les oncogènes candidats identifiés et les gènes suppresseurs de tumeurs au cours du développement du cancer gastrique.

Discussion

nombre de copies de gènes modifications sont particulièrement importantes en déréglementant événements dans la progression du cancer. Dans cette étude, nous avons analysé Copy Number Aberrations (CNAs) par CGH array. Les gains et les pertes fréquentes ont été identifiés à partir de l'étude. En outre, les régions chromosomiques avec des niveaux élevés de amplifications et des délétions homozygotes ont également été décrits. En outre, la corrélation entre l'expression génique et l'ADN CNAs ont été étudiés. oncogènes candidats et les gènes suppresseurs de tumeur ont été identifiés par la réalisation d'analyses intégrées du génome nombre de copies et l'expression des gènes. Enfin, les relations entre ces gènes candidats et leur fonction biologique ont été décrits dans 3 réseaux utilisant l'analyse de la voie Ingenuity. Les données confirment que la combinaison de l'analyse aCGH et l'expression génique matrice est une méthode puissante pour identifier des oncogenes candidats ou des gènes suppresseurs de tumeur dans le cancer gastrique humain. En accord avec le présent document, des études antérieures ont appliqué des approches similaires pour identifier des événements génétiques du pilote dans d'autres types de tumeurs, comme le cancer du foie [18] et le cancer du sein [19]. Fait intéressant, plusieurs oncogenes candidats ont été identifiés que les gènes suppresseurs de tumeur candidate dans notre étude. Il pourrait être expliqué par la plus grande gamme d'amplitude possible du gain par rapport à la perte dans des échantillons de tumeurs combinées avec des rapports compressés à partir de cellules non tumorales mélangées. La différence du nombre de gènes peut également suggérer que l'expression des oncogènes peut être plus profondément réglementée par CNAs que les gènes suppresseurs de tumeur sont.

Dans l'analyse aCGH, les gains et les amplifications fréquents ont été détectés dans des échantillons de cancer gastrique. Il convient de noter, en accord avec des études précédentes [20], [21], 20q était le site le plus fréquent du gain détecté dans les échantillons de cancer gastrique. L'amplification à 20q a également été rapporté dans d'autres cancers, comme le cancer du sein [22] et le cancer du pancréas [23]. Dans notre étude, amplifications de haut niveau ont été trouvés à 20q12-q13.3 dans le cancer gastrique. Plusieurs gènes sont situés à ce locus, comme AIB1
et BCAS1
. AIB1
(20q12), un co-activateur du récepteur des stéroïdes trouvé pour la première amplification dans le sein et le cancer ovarien, gastrique est impliquée dans la prolifération des cellules cancéreuses à travers l'interaction avec des récepteurs nucléaires [24]. BCAS1
(20q13.2), le carcinome du sein séquence amplifiée 1, est amplifié dans une variété de types de tumeurs et est associée à des phénotypes de tumeurs plus agressives. Up-réglementée expression de BCAS1
est significativement corrélée avec l'amplification de niveau élevé de 20q13 dans les adénocarcinomes de la gastro-oesophagien jonction [25]. 8q était le deuxième site le plus fréquent du gain comme il a été détecté dans 26,39% des échantillons. L'amplification à 8q a été identifiée dans de nombreux cancers, comme le cancer du sein et le cancer du pancréas [23], [26]. Dans notre étude, amplifications de haut niveau ont été trouvés à 8q24.1-Q24.2 dans le cancer gastrique. Plusieurs gènes sont situés à ce locus. MYC
est la plus représentative. Il est l'un des oncogènes les plus étudiés, ce qui contribue à l'affection maligne de nombreux cancers humains agressives et non différenciées [27]. L'effet pathologique de MYC
a été attribué à sa capacité à contrôler les processus multiplecellular tels que la croissance cellulaire, la différenciation, l'apoptose, réponse aux dommages de l'ADN, l'instabilité génomique, l'angiogenèse et l'invasivité de la tumeur [28].

Une autre importante amplification de haut niveau a été trouvé à 17q12-q21. Les gènes représentatifs situés à ce locus est ERBB2
. La surexpression et /ou l'amplification a été observée dans de nombreux types de cancers, y compris le cancer gastrique [29], [30], [31]. Corrélation entre ERBB2
amplification et la surexpression est noté en comparant aCGH et les données du tableau d'expression dans notre ensemble de données sur le cancer gastrique (Figure S12). Surexpression et les amplifications ont été identifiées dans seulement un petit nombre (de 72 ~ 6) d'échantillons de cancer gastrique. Cela peut expliquer pourquoi ERBB2 n'a pas été sélectionné dans la liste oncogène candidat corrélé car il n'a pas passé les critères comme l'un des gènes exprimés de manière différentielle. Néanmoins, le résultat indique clairement que l'amplification de 17q12-q21 peut représenter un mécanisme important pour des niveaux élevés d'expression de ErbB2 dans un sous-ensemble des échantillons de cancer de l'estomac humain. patients atteints de cancer gastrique avec 17q12-q21 amplification peuvent bénéficier d'un traitement par Herceptin, un anticorps humanisé, conçu pour cibler et bloquer la fonction de ERBB2.

Conformément à l'étude par Gorringe KL, et al
, amplifications à 6p21 et 5p13 ont également été identifiés dans notre tableau des résultats CGH [7]. Il est intéressant de noter qu'un disproportionnellement plus élevé nombre de amplifications de haut niveau et les suppressions homozygotes ont été identifiés dans des lignées cellulaires de cancer gastrique par rapport à des échantillons de tissus. L'observation indique que ces amplifications ou des suppressions peuvent fournir des avantages au cours de la croissance
in vitro dans une culture cellulaire, et par conséquent sont enrichis dans des lignées cellulaires. Les résultats mettent en évidence l'importance de ces amplifications de haut niveau et des suppressions homozygotes dans la régulation de la prolifération cellulaire ou la survie. Les lignées de cellules avec ces amplifications ou délétions fournissent d'excellentes ressources pour aider à étudier les rôles fonctionnels des gènes au sein de ces régions au cours du développement du cancer gastrique plus loin.

Des études antérieures ont fourni des informations sur l'importance des modifications du nombre de copies spécifiques dans le développement des tumeurs épithéliales, montrant que ces altérations peuvent conduire à l'expression altérée des oncogènes critiques ou suppresseurs de tumeur [21], [31], [32]. Notre étude confirme donc ces rapports précédents et fournit des preuves à l'appui que l'AIIC représente un facteur important dans la régulation de l'anormal haut ou le bas-expression de ces gènes au cours de la carcinogenèse du cancer gastrique. Cependant, la plupart des gènes identifiés de nos études sont encore susceptibles d'être des gènes de passagers dont l'expression génique sont très-dose dépendante, et ont limité les rôles fonctionnels lors de la tumorigenèse. Étant donné que ces CNV ne sont pas aléatoires et la principale conséquence de CNV dans les cellules tumorales est susceptible d'être dé-régulation de l'expression des gènes importants pour la tumorigenèse, oncogènes du pilote et des gènes suppresseurs de tumeur sont susceptibles d'être inclus dans le grand nombre de gènes nous avons identifié. De toute évidence, une analyse plus poussée fonctionnelle est nécessaire pour identifier ces oncogènes du pilote et le gène suppresseur de tumeur parmi nos GeneList. Pour atteindre cet objectif, on peut appliquer un écran à base de siRNA pour réduire au silence l'expression des oncogènes candidats dans des lignées cellulaires de cancer gastrique. Des études similaires ont été réalisées en utilisant des lignées cellulaires de cancer du sein. Ces écrans fonctionnels se révéler critique pour affiner les véritables oncogènes du pilote. Par exemple, Thollet A et al
a montré que le silençage de ZNF217 siRNA expression médiée dans MCF7 cellules du cancer du sein conduit à une diminution de la prolifération cellulaire et une sensibilité accrue au paclitaxel [33].

Dans l'ensemble, notre études fournissent une liste de gènes candidats qui ont besoin d'être étudiée plus fonctionnel. Néanmoins, le GeneList fournit déjà quelques gènes intéressants comme oncogènes candidats dont le potentiel oncogène a été démontré dans d'autres types de tumeurs. Les gènes comprennent NOTCH1
[34], [35], [36], BMI1
[37], [38], [39], [40], [41], EFNA1
[42], [43], NCOA2
[44], BYSL
[45], [46], et RAD21
[47 ]. Par exemple, Notch1, un membre de la famille du récepteur Notch a été indiqué comme un oncogène dans plusieurs types de tumeurs. Une expression élevée de NOTCH1
a été observée dans le cancer du sein humain et le cancer colorectal, qui sont toutes deux en corrélation avec un mauvais pronostic des patients atteints de cancer [34]. Activé NOTCH1
induit adénomes pulmonaires chez la souris et a coopéré avec Myc dans la génération de l'adénocarcinome du poumon [35]. Des études récentes ont montré que le récepteur Notch1 domaine intracellulaire (N1IC), la forme activée du récepteur Notch1, a été associée à la progression du cancer gastrique par la cyclooxygénase-2 [36]. Par conséquent, la voie de signalisation Notch peut être une nouvelle cible pour le traitement du cancer gastrique. Un second exemple est Bmi1. BMI1
, spécifique des cellules B-Moloney virus de la leucémie murine site d'insertion 1, est membre d'un groupe Polycomb de répresseurs de la transcription et a été initialement identifié comme un oncogène associé à c-myc dans le développement de murin lymphome [ ,,,0],37]. Des travaux supplémentaires ont révélé que BMI1 avait été associée avec le développement et la progression tumorale. Par exemple, BMI1 seul a été montré induire une transformation maligne des cellules HaCaT [38]. Régulation à la hausse de BMI1 peut favoriser la prolifération cellulaire et l'apoptose empêcher [39]. En outre, BMI1 est liée à la prolifération, la survie et un mauvais pronostic dans le cancer du pancréas [40]. Récemment, une forte expression de BMI1 a été observée à la fois dans les lignées cellulaires de cancer gastrique et les tumeurs gastriques. La surexpression de BMI1 a été trouvé en corrélation avec métastases stade et des ganglions lymphatiques clinique avancée chez les patients atteints de cancer gastrique [41].

• PLOS ONE: Évaluation du risque de cancer gastrique provoqué par Helicobacter pylori Utilisation CagA séquence Marqueurs
• PLOS ONE: E-cadhérine Comptes Déstabilisation de la pathogénicité des mutations faux-sens dans Hereditary Cancer Diffuse gastrique