Ploche ONE: Integrácia počtu kópií génov zmeny a transkripčný analýza v bunkách ľudského žalúdka Cancer

abstraktné

Pozadie

genómovej nestabilitou s častými počtu kópií DNA zmenám je jedným z hlavných charakteristických znakov karcinogenézy , Chromozomálne oblasti s častým počtu kópií génov zisku a straty v ľudskej rakoviny žalúdka sú stále nedostatočne definované. To zostáva neznámy, ako DNA počtu kópií variácie prispieva k zmenám profilov génovej expresie, najmä na globálnej úrovni.

hlavných zistení

sme analyzovali DNA počtu kópií zmeny v 64 vzorkách rakovina žalúdka u ľudí a 8 žalúdočné rakovina bunkové línie pomocou bakteriálnej umelý chromozóm (BAC) pole založené na komparatívne genomická hybridizácia (aCGH). Štatistická analýza bola použitá pre koreláciu skôr publikovaných dát expresie génu získané z cDNA mikročipov so zodpovedajúcimi DNA variácií v počte kópií dát pre identifikáciu kandidátskych onkogény a tumor supresorové gény. Zistili sme, že vzorky rakovina žalúdka ukázali opakujúce kópií DNA variácie číslo, vrátane ziskov u 5p, 8Q, 20p, 20Q a straty na 4Q, 9P, 18q, 21q. Najčastejšie oblasti amplifikácie boli 20q12 (7/72), 20q12-20q13.1 (12/72), 20q13.1-20q13.2 (11/72) a 20q13.2-20q13.3 (6/72) , Najčastejšou odstránené oblasť bola 9p21 (8/72). Koreláciu dát génovej expresie pole s aCGH rozpoznaných 321 kandidátnej onkogény, ktoré boli nadmerne exprimovaný a ukázal časté počtu kópií génov zisky; a 12 kandidátom tumor supresorové gény, ktoré boli down-regulované a preukázali, časté počtu kópií génov straty v karcinómov žalúdka človeka. Tri siete významne exprimovaných génov vo vzorkách s karcinómom žalúdka boli identifikované analýzou vynaliezavosť dráhy.

Závery

Táto štúdia poskytuje náhľad do DNA kópií variácií počtu a ich príspevok k zmeneným profilov génovej expresie v priebehu ľudského žalúdka rozvoj rakoviny. To poskytuje nové kandidátne ovládačov onkogény alebo tumor supresorové gény pre ľudské rakoviny žalúdka, užitočné dráh mapy pre budúce porozumenie molekulárnej patogenézy tohto zhubného bujnenia a výstavbu nových terapeutických cieľov

Citácia :. Fan B, Dachrut S, Coral H, Yuen ST, Chu KM, Law S, et al. (2012) Integrácia počtu kópií génov zmeny a transkripcie Analysis Expression v žalúdku ľudskej rakoviny. PLoS ONE 7 (4): e29824. doi: 10,1371 /journal.pone.0029824

Editor: Reiner Albert Veitia, Inštitút Jacques Monod, Francúzsko

prijatá: 19.Septembra 2011; Prijaté: 03.12.2011; Uverejnené: 23.apríla 2012

Copyright: © 2012 Fan et al. Toto je článok o otvorený prístup distribuovaný pod podmienkami Creative Commons Attribution licencie, ktorá umožňuje neobmedzené použitie, distribúciu a reprodukciu v nejakom médiu, za predpokladu, že pôvodný autor a zdroj sú pripísané

Financovanie :. Toto dielo je podporovaný finančných prostriedkov z University of California Cancer Research súradníc výbor, ktorého úlohou XC. BF je podporovaný Čína Štipendium Rady Contract No.2010601079. Platcovia mal žiadnu úlohu v dizajne štúdie, zber a analýzu dát, rozhodnutie publikovať, alebo prípravu rukopisu

Konkurenčné záujmy: .. Autori vyhlásili, že žiadne konkurenčné záujmy neexistujú

Úvod

karcinóm žalúdka je jedným z najčastejších malígnych ochorení a druhou najčastejšou príčinou úmrtí na rakovinu súvisiace s po celom svete [1]. Hlavný typ rakoviny žalúdka je adenokarcinóm, ktoré môžu byť ďalej rozdelené do črevného typu a difúzneho typu [2]. Črevné typu lézie sú často ulceróznej a vyskytujú sa v distálnej žalúdku. Difúzny typu lézie sú spojené s horšou prognózou, než črevného typu. Chirurgická liečba je jediná terapeutická metóda, ktorá má potenciálne liečebný účinok na rakovinu žalúdka. Prognóza pacientov s rakovinou žalúdka silne závisí od klinického a patologickej štádiu ochorenia v čase diagnózy. Miery prežitia 5 rokov po kuratívny chirurgickej resekcii pokles z 60-90% v štádiu I iba 10 až 25%, aby pre pacientov v štádiu III ochorenia [3]. Väčšina pacientov s rakovinou žalúdka sú identifikované v pokročilom štádiu, čo vedie k neutešenou prognózu.

Genetické zmeny sú kľúčové udalosti vo vývoji väčšiny nádorov, vrátane rakoviny žalúdka [4]. Štúdie naznačujú, že progresie nádoru je závislá na postupné nadobúdanie chromozómy, ktoré vedú k zisky alebo straty časti nádorových buniek genómu. Z tohto dôvodu, charakterizácia genomových abnormalít môže pomôcť vysvetliť molekulárnej patogenéze rakoviny žalúdka, ako aj odhaliť genetické markery progresie. Array založené na komparatívne genomická hybridizácia (aCGH) je účinný spôsob používaný na identifikáciu patogénnych číselných zmeny DNA kópiu na stupnici genómu-široký [5]. aCGH bol aplikovaný na veľkom množstve solídnych nádorov, vrátane karcinómu žalúdka [6], [7]. Bolo preukázané, že sú užitočné pri identifikácii nových onkogénov a tumor supresorových génov, a klasifikovať nádory na základe genetickej zmeny.

profilovanie expresie experimenty identifikovaný veľký počet génov, ktoré sú rozdielne exprimované v normálnych a nádorových vreckovky. Avšak, väčšina z týchto génov môžu byť gény pre cestujúcich, ktoré majú obmedzenú prispievajú k vzniku nádorov. Kľúčovou úlohou je identifikovať vodiča onkogény alebo tumor supresorové gény, ktoré hrajú dôležitú úlohu pri iniciácii nádoru a progresie, genómovej DNA počtu kópií varianta je dôležitý typ genetickej zmeny pozorované v nádorových bunkách, a prispieva k vývoju nádoru zmenami z nasledujúcich expresie génov v rámci regiónu [8]. Počtu kópií génov zisky a straty nie sú náhodné, ale predstavujú konzistentné genetických udalostí v priebehu karcinogénneho potenciálu. Identifikácia génov, ktoré sú ako nadmerne exprimovaný a zosilnený alebo nedostatočne vyjadrený a mazať môže byť prospešná, pretože tieto gény môžu predstavovať ovládače genetické zmeny.

Predchádzajúce štúdie počet hlásených zmeny DNA kopírovať alebo expresné profily vo vzorkách s rakovinou žalúdka , Tieto štúdie tiež identifikovať zisky spoločné chromozómov a straty, rovnako ako stovky génov, ktoré môžu rozlišovať nádorov od normálnych tkanív [6], [9]. Avšak, niekoľko štúdií skúmal vzťah medzi DNA kópií variácií počtu a transkripčných expresných profilov. V tomto rukopisu, sme vykonali analýzu aCGH vo veľkom množstve ľudských karcinómov žalúdka. Okrem toho bola vykonaná analýza DNA integrovanú kópií variácií počtu a zodpovedajúce výraz hodnoty gén pre identifikáciu významných génov, ktoré môžu prispieť k žalúdočnej rakoviny patofyziológie. Bolo identifikovaných celkovo 321 kandidátov onkogénov a 12 kandidátom nádorových supresorových génov prostredníctvom analýzy.

materiáloch a metódach

Etický Prehlásenie

Použitie archívnych žalúdočných vzorky pre prúd štúdia bola schválená etickou komisiou univerzity v Hongkongu a vnútorné preskúmanie rád University of California v San Franciscu.

Nádorové vzorky, bunkové línie a DNA, RNA Príprava

nádorových vzoriek boli odobraté z gastrektómia exemplárov z Ústavu chirurgia, nemocnice Queen Mary, University of Hong Kong. Osem žalúdočné nádorových bunkových línií AGS, BGC823, N87, NUGC3, SNU16, SNU5, KATOIII a MNK45 boli popísané v našich predchádzajúcich publikáciách [10]. Genómovej DNA bola extrahovaná za použitia genómovej DNA čistenie Kit (Qiagen, Valencia, CA).

klinicko-patologické parametre nádorov boli predtým publikovaný [11]. Nádory boli rozdelené podľa Lauren klasifikáciu črevnej, difúzna, zmiešané a neurčité druhy [2]. Prítomnosť H. pylori v gastrektómii vzorkách bola stanovená histologicky a doplnené modifikované farbenie Giemsa. Prítomnosť EBV v rakovinových bunkách bola testovaná in situ hybridizácia pre Eber ako bolo opísané skôr [12]. Nádorové etapy boli definované podľa všeobecných pravidiel pre rakovina žalúdka štúdium japonského výskumného Society for rakoviny žalúdka [13].

Array báze CGH

Ľudské 1.14 sady boli získané z UCSF rakovine centrum Array Core (http://cc.ucsf.edu/microarray/). Oni sa skladala z 2353 bakteriálne umelý chromozóm (BAC) klonov, ktoré sa vzťahuje ľudského genómu na úrovni 1,5 Mb rozlíšenie. Pre hybridizácii, 1 ug DNA nádoru a 1 ug pohlavia uzavreté referenčné DNA bol označený pomocou náhodných primérov pomocou Cy3-dCTP a Cy5-dCTP, v danom poradí, s Bioprime Kit (Invitrogen). Neprirodzenej fluorescenčné nukleotidy boli odstránené za použitia Sephadex G-50 kolóny (Amersham, Piscataway, NJ). Vzorka a referenčná DNA boli zmiešané s 100 ug Cot-1, vyzráža, a resuspendované v hybridizačním roztoku. Hybridizačním roztoku bola denaturovaná po dobu 10 minút pri teplote 72 ° C, a potom inkubované po dobu 1 hodiny pri teplote 37 ° C. Hybridizácia bola vykonávaná po dobu 48-72 hodín vo vlhkej komore pri pomalom kývacou platforme. Pole boli premyté počas 10 minút v 50% formamidu a 2 x SSC pri 45 ° C a 10 minút vo fosfátovom pufri pri teplote miestnosti. Sklíčka boli namontované v montážnych roztoky obsahujúce 0,3 ug /ml DAPI. Tri single-farebné obrazy prúdu (DAPI, Cy3 a Cy5) boli odobraté pre každé pole pomocou Charge Coupled fotoaparátom zariadenia.

Array báze CGH analýza dát

Software UCSF SPOT [14] bol použitý k automatickému segmentu škvrny na základe snímok DAPI, vykonávať lokálne korekcia na pozadí, a vypočítať rôzne merania parametrov vrátane log2 pomeru celkových integrovaných Cy3 a Cy5 intenzity pre každú škvrnu. Nespracované dáta z aCGH sú k dispozícii na GEO (prístupové číslo: GSE33501).

Program SPROC bola použitá pre priradenie identity a klonové informačný súbor mapovanie s každou mieste tak, že dáta sa môžu zaznamenať vo vzťahu k polohe Bács. Chromozomálne aberácie boli klasifikované ako zisk, keď je normalizovaná log2 Cy3 /Cy5 pomer bol > 0,225 a ako stratu, keď bol pomer < -0.225. Číslo bola stanovená ako 3-násobok priemernej SD normálnych oproti normálnej aCGH hybridizácia. Amplifikácia boli identifikované pri normalizovanej log2 Cy3 /Cy5 pomer bol > 0.8. Rovnako tak homozygotná delécie boli identifikované, keď je normalizovaná log2 Cy3 /Cy5 pomer bol < -0,7. Niekoľko zisky, straty a amplifikácia sa počítali ako samostatné akcie. Prah zisku alebo straty celého chromozómu paže bola definovaná ako pomer strednej log2 > 0,225 alebo. ≪ -0,225 pre všetky klonov na chromozóme paže

Štatistická analýza dát

vzorky boli rozdelené do kategórií na základe experimentálnych výsledkov, a v porovnaní s klinickými údajmi (tabuľka S1) s využitím významné analýzu microarray analýzy (SAM) [15]. DNA copy number zmeny vrátane strednej percento zisku a straty. Častá amplifikácie a delécie boli analyzované pomocou CGH Explorer 3.2 (http://www.ifi.uio.no/forskning/grupper/bioinf/Papers/CGH/). "Analýza chybe pri kopírovaní" (ACE) bola vykonaná za použitia falošné objav sadzbu (FDR) a 0,0001 a stredne veľké citlivosti. Zhlukovanie všetkých vzoriek bola vykonávaná v TreeView verzii 1.60.

R /Bioconductor softvéru, vrátane programu CBS, bola použitá na výpočet korelácie medzi zmenou počtu kópií a génovej expresie. Expresné údaje o 6688 cDNA klonov použitých v predchádzajúcej analýzy génovej expresie [11], [16] (prístupové číslo GEO: GSE2701) bol získaný. Mapovanie pozície pre tieto cDNA klonov boli priradené pomocou genómu zostavy NCBI, prístupné prostredníctvom databázy genómu prehliadača UCSC (NCBI stavať 35). Dáta aCGH členia pomocou kruhovej binárne segmentáciu (CBS), ako je implementovaný v balíčku kopírovaní DNA v R /Bioconductor preložiť meranie intenzity experimentálnych hlavičiek rovnakom počte kópií. Chýbajúce hodnoty pre mapovanie klonov v rámci segmentácie oblastí rovnakom počte kópií, boli dopočítavaný pomocou hodnoty z príslušného segmentu. Génovú expresiou klonov boli mapované do BAC klonu do 1 MB génovej expresie klonu, ktorý mal najvyššiu Pearson koreláciu medzi počtom kópií a génovej expresie. "Vyhladený" hodnoty od CBS sa pôvodne pozorovaného pomere log2 pre odchýlkami klonov popísaných vyššie a dopočítaná hodnoty pre chýbajúce hodnoty boli považované pri výpočte korelácia s génovej expresie. Korelácia bola vypočítaná len na klony, a korelačný koeficient 0,29 bola použitá ako cut-off pre identifikáciu klonov, ktoré majú pozitívnu koreláciu medzi počtom kópií a expresie génov. p
-hodnoty pre expresiu génu a počet kópií korelácia boli získané na základe permutácie. Etikety expresných dát boli náhodne zamiešané a korelácia medzi Pearson génovej expresie klonov a počtu kópií BAC klony boli vypočítané, ako je popísané skôr. To sa opakovalo 1000 krát. Pre každú génovej expresie klonu, p-hodnota bola stanovená ako podiel doby je vzťah založený permutácie bola väčšia alebo rovná pozorovanou koreláciu. p
-hodnoty potom boli opravené pre viac skúšobníctvo riadením pre falošných objaviť (FDR) s použitím spôsobu Benjamin-Hochberg [17].

bola vykonaná Funkčná analýza významných génov vynaliezavosť pomocou softvéru Pathway (vynaliezavosť Systems, Redwood City, CA).

výsledky

Array báze CGH analýza rakovina žalúdka u ľudí

Ak chcete určiť počtu kópií DNA zmeny v žalúdočnej rakoviny, sme aplikovali BAC aCGH 64 vzoriek ľudskej žalúdočné rakovina tkaniva a 8 bunkových línií karcinómu žalúdka. sú k dispozícii v tabuľke S2 ​​hrubá dáta. Pozorovali sme opakujúce sa chromozomálne odchýlky v týchto vzorkách, a boli identifikované regióny s značný počet zmien DNA kópií. Výsledný Frekvencia plot a aberácie graf ziskov a strát sú znázornené na obrázku 1A a 1B Obr resp. Dve reprezentatívne celého genómu pomer pozemky pre jednotlivé nádory žalúdka, sú uvedené na obrázku S1. Medzi najčastejšie počtu kópií génov variácie v tejto sade ľudských nádorov žalúdka, ako je stanovené strednej percento ziskom alebo stratou zisky 5P 8Q, 20p, 20Q a straty 4Q, 9p, 18q, 21q.

Ďalej sme analyzovali DNA variácie počtu kópií vo vzorkách karcinómu žalúdka s rôznymi klinicko-patologických funkcií, vrátane nádoru fázy, typu nádoru, nádorové mieste, diferenciácie nádoru, Helicobacter pylori a EBV infekcie, rovnako ako rozdiel medzi žalúdočné nádorových vzoriek a bunky linky, (obr S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 a tabuľka S3). Zistili sme, špecifických chromozomálnych aberácií obohatených v niektorých klinicko-patologické rysy. Napríklad strata 19P bola častejšie pozorované v stupni 1 &Co. Fáza 2 nádory (20%) ako u stupňa 3 & Fáza 4 vzoriek (3,41%) (Tabuľka S3). Strata 16P bola zistená u 10% z Helicobacter pylori negatívnych vzoriek v porovnaní s 0% v pozitívnych vzorkách Helicobacter, zatiaľ čo 16p zisk bol pozorovaný u 14,71% z Helicobacter pylori pozitívnych vzoriek, ale iba v 3,33% z negatívnych vzoriek Helicobacter (Tabuľka S3 ). Tieto výsledky naznačujú možný prínos génov v určitých oblastiach na konkrétne nádorových fenotypov.

amplifikácie na vysokej úrovni a homozygotná delécie sú zhrnuté v tabuľke S4. Najčastejším amplifikácie bol nájdený na dlhom ramienku chromozómu 20. V tomto regióne, štyri oddelené kontaktné amplikóny by mohli byť identifikované: 20q12 (7/72), 20q12-20q13.1 (12/72), 20q13.1-20q13. 2 (11/72) a 20q13.2-20q13.3 (6/72). Druhým najčastejším amplifikácie, vyskytujúce sa na dlhom ramene chromozómu 8, tiež mal štyri samostatné kontaktné amplikóny: 8q23.1 (3/72), 8q24.1 (7/72), 8q24.12-8q24.2 (6 /72) a 8q24.2 (6/72). Najčastejším homozygotná delécie región bol nájdený na 9p21 (8/72) a na 18q22 (6/72). Ďalšia amplifikácia na vysokej úrovni a homozygotná delécie došlo v relatívne nižších frekvenciách. Príklady častých odchýlok je znázornené na obrázku 2. Niektoré dobre charakterizované onkogény (napríklad HER2, Top2, cyklin, TGFB1, Akt2, MYC
) a tumor supresorové gény (napríklad P16, SMAD4, Smad7
) sa nachádzajú byť umiestnené v týchto loci. Je zaujímavé, že vyšší počet amplifikácie a homozygotná delécie boli identifikované v bunkových líniách než v primárnych žalúdočných nádorových vzoriek rakoviny.

Príspevok genómovej DNA variácií v počte kópií na globálnej génovej expresie Zmeny vo vzorkách Žalúdočné rakoviny u ľudí

v našej predchádzajúcej štúdii sme popísali profil génovej expresie u 90 čiastkových vzoriek s karcinómom žalúdka v porovnaní so svojimi 14 metastazujúcich náprotivkami a 22 nenádorových žalúdočnej sliznice, s 6688 cDNA klony ukazuje významné rozdiely medzi týmito vzorkami [11], [ ,,,0],16]. Medzi 90 vzoriek karcinómu žalúdka, 62 vzorky boli zahrnuté do tejto štúdie aCGH. Za účelom zistenia, či genómovej DNA počtu kópií zmeny prispievajú ku globálnym zmenám génovej expresie vzorom, sme zistili koreláciu medzi hodnotami expresie génu a zodpovedajúci počet kópií DNA zmeny v týchto 62 vzoriek rakovina žalúdka u ľudí na génu génovú báze. Z 6688 cDNA v pôvodných expresných štúdií, 5719 cDNA klony s informácií o polohe boli získané pre túto analýzu. Z týchto 5719 cDNA klonov, 1352 cDNA klony (23,6% z celkového počtu cDNA klonov analyzovaných), čo predstavuje približne 973 unikátnych génov, preukázala štatisticky významnú koreláciu medzi expresnými hodnotami a DNA kópií variácií číslo (korelácie > 0,29 a upraví hodnotu p menšiu ako 0,01 s FDR menej ako 3,4%. Pozri tabuľku S5 pre zoznam génov). Pre ilustráciu, či sú čísla kópií DNA vplyv génovej expresie, sme porovnávali páru múdre koreláciu dát génovej expresie buď s hodnotami aCGH BAC klonov blízkych miesto, kde sa každý gén sa nachádza na (uhlopriečka), alebo hodnoty aCGH BAC klonov umiestnených na druhú z regióny genómu. Zistili sme, dvojica oblastiach pozdĺž diagonály majú vyššiu pozitívnu koreláciu (medián porovnávacia ~ 0.12) než nediagonální dvojíc (medián porovnávacia ~ 0.0) (obr S9A). Teplotný mapa z párového korelácia medzi génovej expresie a čísla kópie tiež ukazuje pozitívnu koreláciu pozdĺž diagonálnych (obr S9B).

Celkovo naše údaje potvrdzujú, že genomickej DNA počtu kópií varianty prispievajú k regulácii expresie génu regionálneho profily v ľudských vzorkách s karcinómom žalúdka.

Identifikačné kandidátnych Oncogene alebo supresorové gény nádoru pre ľudskú karcinómov žalúdka

Ak chcete určiť kandidátnej onkogény alebo tumor supresorových génov, sme aplikovali dve kritériá do zoznamu 1352 cDNA klony, ktoré vykazovali štatisticky významnú koreláciu medzi génovej expresie a zodpovedajúcim počtom zmien DNA kópiu. Po prvé, sme hľadali gény, ktoré vykazovali viac 5 zisky ako straty alebo 5 viac škody ako úžitku vo vzorkách s rakovinou žalúdka. Ďalej sme uzavreté zoznam génu s 3329 cDNA klonov, ktoré boli identifikované, ktoré majú byť odlišne exprimované medzi nenádorových žalúdočné tkaniva a vzorky ľudského karcinómu žalúdka [11]. Preto sme sa zúžil na náš zoznam pre 363 klonov, čo predstavuje 333 unikátnych génov (tabuľka S6). Medzi týmito gény, 321 génov bola up-regulované vo vzorkách s karcinómom žalúdka a boli často získané alebo zosilnený na genomickej úrovni DNA. Zvyšných 12 gény boli down-regulované vo vzorkách s karcinómom žalúdka a boli často odstránené na genomickej úrovni DNA. Tieto dve sady génov, a preto predstavujú potenciálne kandidátske onkogény alebo tumor supresorové gény, respektíve, ktoré môžu byť zapojené do žalúdka patogenéze a rozvoju rakoviny.

Zmeny počtu kópií génov so zodpovedajúcim génovej expresie hodnôt v vybraného génu klastrov v ľudských karcinómov žalúdku

Pre ďalšie ilustráciu, ako počtu kópií zmeny ovplyvňujú expresiu génu, sme analyzovali expresné vzory 333 kandidátskych onkogénov a tumor supresorových génov v 62 vzoriek karcinómu žalúdka pomocou hierarchického zhlukovania (obrázok 3A). Neboli zistené žiadne asociácie medzi clustering vzorom a klinických príznakov (obr S10), čo naznačuje, že tieto gény neposkytujú ďalšie hodnoty pre molekulárnu klasifikáciu ľudskej rakoviny žalúdka. Je zaujímavé, že sa zistilo niekoľko génové klastre, ktoré majú byť umiestnené na rovnakom chromozomálnych oblastí, vrátane génov, umiestnených v 6p21.3-p21.1, 7q21-q22, 8q21-q24, 8q24.3, 12q14-Q15, 20q11-q13 a 20q13. 3 (obrázok 3B až 3h). Celková silná korelácia medzi koordinované up-regulovaná expresie týchto génov klastrov a počtu kópií génov zisky v zodpovedajúcich chromozomálnych oblastiach bola pozorovaná (Obrázok 3B do 3 H). To naznačuje, že počet kópií DNA variácie je kľúčovým faktorom expresívneho variácie týchto génov v rámci klastra.

Pathway Analýza Výrazne exprimovaných génov

Software vynaliezavosť Pathway Analysis (IPA) bol zamestnaný vyšetrovať interakcia medzi kandidátskymi onkogénov a supresorových génov nádoru identifikovaných výrazom poľom a aCGH. Obrázok 4 ukazuje tri najvýznamnejšie siete interakcií vo vzorkách s rakovinou žalúdka. Sieť 1 bol špecificky spojené s rakovinou, renálna & urologické ochorenia, pre bunkový cyklus. Sieť 2 bol osobitne spojené s vývojom spojivového tkaniva a funkcie, rakovina a ochorenia gastrointestinálneho traktu. Sieť 3 bol špecificky spojené s genetickú poruchu, kostrové &Co. svalové poruchy, a zápalové ochorenia (tabuľka S7). Všetky siete dosiahol skóre 21 alebo vyšší a obsahovali 11 alebo viac génov, ktoré preukázali rozsiahle vzťah a interakciu medzi výrazne regulovaných génov v rakovine žalúdka. Najvyššie biologické funkcie týchto génov boli spojené s bunkovým cyklom, DNA replikácie, rekombinácie a opravy, výrobu energie, a metabolizmus nukleových kyselín (obr S11). Všetky tieto funkcie sú známe, že sa podieľa na vzniku nádorov, ktoré dovoľujú spojenie medzi zistenými kandidátskych onkogénov a tumor supresorových génov počas vývoja rakoviny žalúdka.

Diskusia

počet kópií génu zmeny sú obzvlášť dôležité, pretože deregulovať udalosti v progresii rakoviny. V tejto štúdii sme analyzovali počet kópií aberácie (CNAS) pomocou array CGH. Časté zisky a straty boli identifikované zo štúdie. Ďalej boli tiež popísané chromozomálne regióny s vysokou úrovňou amplifikácie a homozygotné delécie. Ďalej bola skúmaná korelácia medzi génovej expresie a DNA CNAS. Kandidátske onkogény a supresorové gény nádorové boli identifikované vykonávaním integrovanej analýzy genómu počtu kópií a génovej expresie. Napokon, vzťahy medzi týmito kandidátnych génov a ich biologické funkcie, boli popísané v 3 sieťach pomocou analýzy vynaliezavosť dráhy. Tieto údaje potvrdzujú, že kombinácia analýzu aCGH a génová expresia poľa je účinný spôsob na identifikáciu kandidátnych onkogény alebo tumor supresorových génov v ľudskom karcinómu žalúdka. V súlade s týmto papierom, predchádzajúce štúdie podobné prístupy použité pre identifikáciu vodiča genetické udalosti v iných typov nádorov, ako je rakovina pečene [18] a rakoviny prsníka [19]. Je zaujímavé, že viac kandidátskych onkogény boli identifikované ako kandidát nádorových supresorových génov v našej štúdii. To sa dá vysvetliť tým väčšia možného rozmedzí veľkosti prírastku v porovnaní so stratou vo vzorkách nádorov v kombinácii s komprimovanými pomery z zmieša nenádorových buniek. Rozdiel v počte génov môže tiež navrhnúť, že expresia onkogénov môže byť hlbšie regulovaná CNAS ako tumor supresorové gény sú.

Pri analýze aCGH, časté zisky a amplifikácie boli detekované vo vzorkách s karcinómom žalúdka. Za zmienku stojí, je v súlade s predchádzajúcimi štúdiami [20], [21], 20Q bola najčastejším miestom zisk detekovanej vo vzorkách s karcinómom žalúdka. Zosilnenie na 20Q takisto bolo popísané v niekoľkých ďalších druhov rakoviny, ako je rakovina prsníka, [22] a rakoviny pankreasu [23]. V našej štúdii vysokej úrovni amplifikácie boli nájdené v 20q12-q13.3 rakoviny žalúdka. Niektoré gény sú umiestnené na tomto lokuse, napríklad AIB1 stroje a BCAS1
. AIB1
(20q12), steroidné receptor ko-aktivátor najprv nájdené amplifikovaná v prsníka a rakoviny vaječníkov, je zapojený do žalúdka proliferáciu nádorových buniek prostredníctvom interakcie s jadrových receptorov [24]. BCAS1
(20q13.2), karcinóm prsníka amplifikovanej sekvencie 1, je zosilnený v rôznych typov nádorov a je spojená s viac agresívne nádorových fenotypov. Up-regulovaná expresia BCAS1
významne koreluje s vysokou úroveň zosilnenia zo 20q13 v adenokarcinómy gastroezofageálneho spojenia [25]. 8 q bol druhou najčastejšou miesto zosilnenie, ako to bolo zistené v 26.39% vzoriek. Zosilnenie na 8Q bol identifikovaný v mnohých druhov rakoviny, ako je rakovina prsníka a rakovina slinivky brušnej [23], [26]. V našej štúdii vysokej úrovni amplifikácie boli nájdené v 8q24.1-q24.2 rakoviny žalúdka. Niektoré gény sú umiestnené na tomto lokuse. MYC
je najreprezentatívnejšou jeden. Je to jeden z najviac študovaných onkogény, čo prispieva k malignity mnohých rôznych agresívnych a nediferencovaných ľudských nádorov [27]. Patologického účinok MYC
bol pripísal schopnosťou riadiť multiplecellular procesy, ako je rast buniek, diferenciácia, apoptózy, odpovede na poškodenie DNA, genomickej nestabilitu, angiogenézy, nádorové a invazívnosti [28].

Ďalším dôležitým zosilnenie vysokej úrovni bola nájdená u 17q12-Q21. Reprezentatívny gény umiestnené na tomto lokuse je ErbB2
. Nadmerné expresie a /alebo amplifikácie bol pozorovaný u mnohých druhov rakoviny, vrátane rakoviny žalúdka [29], [30], [31]. Korelácia medzi ErbB2
zosilnenie a nadmerná expresia je známy tým, že porovná aCGH a dáta výrazom poľa v našom žalúdku dát rakovina sady (obr S12). Nadmerná expresia a amplifikácie boli identifikované len v malom množstve (~ 6 z 72) vzoriek s rakovinou žalúdka. To môže vysvetľovať, prečo sa ErbB2 nie je vybraná v korelácii kandidátnej listine onkogénu, pretože neprešla kritériá ako jeden z odlišne exprimovaných génov. Avšak, výsledok jasne ukazuje, že amplifikácia 17q12-Q21 môže predstavovať kľúčový mechanizmus pre vysoké úrovne expresie ErbB2 v podskupine ľudských karcinómov žalúdka. Pacienti s karcinómom žalúdka s zosilnenie 17q12-Q21 môžu mať prospech z liečby Herceptinom, humanizovanej protilátky, navrhnutý k cieľu a blokovať funkciu ErbB2.

V súlade s štúdii Gorringe KL, et al
amplifikácie na 6p21 a 5p13 boli tiež identifikované v našej ponuku CGH výsledky [7]. Je zaujímavé poznamenať, že neúmerne vyššie počty amplifikáciou na vysokej úrovni a homozygotná delécie boli identifikované v žalúdočných bunkových línií karcinómu v porovnaní so vzorkami tkanív. Pozorovanie naznačuje, že tieto amplifikácie alebo delécie môže poskytnúť výhody pri raste in vitro
bunkovej kultúre, a preto sú obohatené v bunkových líniách. Tieto výsledky zdôrazňujú dôležitosť týchto amplifikácie na vysokej úrovni a homozygotná delécie v regulácii bunkovej proliferácie alebo prežitie. Tieto bunkové línie s týmito amplifikáciou alebo delécií poskytujú vynikajúce prostriedky, ktoré pomôžu ďalšiemu štúdiu funkčné role génov v týchto regiónoch pri vzniku rakoviny žalúdka.

Predchádzajúce štúdie k lepšiemu pochopeniu významu jednotlivých počtu kópií zmien v vývoj epiteliálnych nádorov, čo ukazuje, že tieto zmeny môžu viesť k pozmenenej expresie onkogénov kritických alebo nádorových supresor [21], [31], [32]. Naša štúdia teda potvrdzuje tieto predchádzajúce správy a poskytuje dôkaz na podporu, že CNA predstavuje dôležitý faktor pri regulácii abnormálne nahor alebo nadol expresie týchto génov pri rakovine žalúdka rakoviny. Avšak, väčšina z génov identifikovaných z našich štúdií sú stále pravdepodobné, že bude osobné gény, ktorých expresia je veľmi gén-závislé na dávke, a majú obmedzenú funkčné úlohu pri vzniku nádorov. Vzhľadom k tomu, CNVs nie sú náhodné a hlavným dôsledkom CNVs v nádoroch bunkách je pravdepodobné, že je de-regulácia expresie génov dôležitých pre vznik nádorov, vodič onkogény a supresorové gény nádoru je pravdepodobné, že budú zahrnuté do veľkého počtu génov, ktoré sme identifikovali. Je zrejmé, že je potrebné ďalšie funkčné analýza na identifikáciu týchto ovládačov onkogénov a supresorových gén medzi našimi genelist. Na dosiahnutie tohto cieľa, je možné aplikovať obrazovku siRNA založené umlčať expresie kandidátnych onkogény v žalúdočných nádorových bunkových línií. Podobné štúdie boli vykonané s použitím bunkovej línie rakoviny prsníka. Takéto funkčné obrazoviek ukázať ako rozhodujúci zúžiť skutočné onkogény ovládača. Napríklad Thollet A et al
ukazuje, že siRNA sprostredkovanú umlčanie ZNF217 expresiu v MCF7 buniek rakoviny prsníka viedlo k zníženiu bunkovej proliferácie a zvýšenie citlivosti na paclitaxel [33].

Celkovo možno povedať, naša štúdia poskytuje prehľad kandidátnych génov, ktoré je potrebné ďalej vyšetrovať funkčne. Avšak genelist už poskytuje niektoré zaujímavé gény ako kandidátskej onkogény, ktorých onkogénny potenciál bola preukázaná v ďalších typov nádorov. Gény obsahujú NOTCH1
[34], [35], [36], BMI1
[37], [38], [39], [40], [41], EFNA1
[42], [43], NCOA2
[44], BYSL
[45], [46] a RAD21
[47 ]. Napríklad Notch1, člen rodiny Notch receptora bola označená ako onkogén v niekoľkých typov nádorov. Vysoká expresia NOTCH1
bola pozorovaná u ľudskej rakoviny prsníka a hrubého čreva a konečníka, z ktorých oba sú v korelácii s zlou prognózou u pacientov s nádorom [34]. Aktivované NOTCH1
indukovanej pľúcnej adenómy u myší a spolupracoval s Myc v generácii adenokarcinóme pľúc [35]. Nedávne štúdie ukázali, že Notch1 receptor intracelulárnej doména (N1IC), aktivovaná forma Notch1 receptoru, bola spojená s progresiou rakoviny žalúdka cez cyklooxygenázy-2 [36]. Z tohto dôvodu, Notch signálne dráhy môže byť nový cieľ pre liečbu karcinómu žalúdka. Druhým príkladom je Bmi1. BMI1
, B-bunky a špecifické vírusu myší leukémie Moloney inzerční miesto 1, je členom polycomb skupiny transkripčných represor a bol pôvodne identifikovaný ako onkogén spojené s c-myc vo vývoji myšieho lymfómu [ ,,,0],37]. Ďalšie práce ukázala, že BMI1 bol spojený s vývojom nádoru a progresie. Napríklad samotný BMI1 bolo preukázané, že indukuje malígne transformáciu HaCaT buniek [38]. Up-regulácia BMI1 môže podporiť bunkovú proliferáciu a zabrániť apoptóze [39]. Okrem toho, BMI1 sa vzťahuje k proliferácii, prežitie a zlou prognózou u rakoviny pankreasu [40]. V poslednej dobe, vysoká expresia BMI1 bola pozorovaná ako v žalúdku nádorových bunkových línií a nádorov žalúdka. Bolo zistené, že nadmerná expresia BMI1, ktoré majú byť v korelácii s pokročilým klinickom štádiu a lymfatických uzlín pacientov s rakovinou žalúdka [41].

• Ploche ONE: Hodnotenie rizík rakoviny žalúdka spôsobené Helicobacter pylori pomocou ČAGA sekvenčné značiek
• Ploche ONE: E-cadherin destabilizácie Účty patogenitu missense mutácií v Dedičný difúznu rakoviny žalúdka