Epstein-Barr-virus-specifik metylering av mänskliga gener i gastric cancerceller

Epstein-Barr-virus-specifik metylering av mänskliga gener i gastric cancerceller Bild Sammanfattning
Bakgrund
Epstein-Barr-virus (EBV) återfinns i 10% av alla gastric adenokarcinom men dess roll i tumörutveckling och underhåll återstår oklar. Syftet med denna studie var att undersöka EBV-medierad dysreglering av cellulära faktorer inblandade i gastric cancer.
Metoder
genexpressionsmönster undersöktes i EBV-negativa och EBV-positiv AGS gastric epitelceller med hjälp av en låg densitet microarray, omvänd transkription PCR, histokemiska fläckar, och metylering specifika DNA-sekvensering. Expression av PTGS2 (COX2) mättes i AGS celler och primära magsäcks vävnader.
Resultat
i gruppen studier, nästan hälften av de testade 96 mänskliga gener, som representerar 15 olika cancerrelaterade signaltransduktionsvägar har oreglerad efter EBV-infektion. Omvänd transkription PCR bekräftade betydande inverkan på faktorer som har olika funktioner såsom cellcykelreglering (IGFBP3
, CDKN2A, CCND1, HSP70, ID2, ID4) Review, DNA-reparation (BRCA1, TFF1
), cellvidhäftning ( ICAM1
), inflammation (COX2
) och angiogenes (HIF1A
). Demetylering med användning av 5-aza-2'-deoxicytidin vände EBV-medierad dysreglering för alla 11 gener som listas här. För vissa promotorsekvenser, inträffade CpG-ö-metylering och demetylering i en EBV-specifikt mönster, såsom visas med bisulfit DNA-sekvensering. Immunohistokemi var mindre känslig än var western blot för detektering av nedreglering av COX2 på EBV-infektion. Virus-relaterade dysreglering av COX2 nivåer in vitro
inte rekapituleras in vivo
bland naturligt infekterade magcancer vävnader.
Slutsatser
EBV förändrar människans genuttryck på ett sätt som skulle kunna bidra till den unika patobiologi av virus -associated cancer. Dessutom frekvens och reversibilitet av metylering relaterade transkriptions förändringar tyder på att demetylering medel har terapeutisk potential för att hantera EBV-relaterad cancer.
Bakgrund
Gastric cancer är den fjärde vanligaste typen av cancer och den andra ledande orsaken till cancer död i världen [1]. En mängd olika genetiska förändringar samt smittsamma och andra miljöfarliga ämnen förefaller vara faktorer i gastric cancer. Epstein-Barr-virus (EBV), en dubbelsträngad DNA-gammaherpesvirus, finns inom de maligna cellerna i 10% av gastriska adenokarcinom, och infektion verkar föregå malign transformation [2]. Grundläggande och kliniska observationer tyder på att EBV-associerade gastric cancer har en annan patobiologi från EBV-negativa gastric cancer [3-8]. Rationell design av virus-riktad terapi kräver en bättre förståelse av den patogena rollen av EBV i gastric carcinogenesis.
Tidigare studier har visat förlust av tre kritiska tumörsuppressor genprodukter, CDH1 (E-cadherin), p73, och CDKN2A (P16 ), i EBV-infekterade gastric cancer [9-18]. Virus-associerad metylering av dessa gener, tillsammans med bevis på global DNA-metylering i EBV-positiv cancer, tyder på att EBV-relaterade magcancer är en delmängd av CpG-ö methylator fenotyp (CIMP) cancer [4, 11, 19-26]. En potentiell medlare är DNA-metyltransferas en (DNMT1) Review som uppregleras i naturligt infekterade gastric cancer och kan bidra till att skapa metyleringsmönster förökade till dotterceller vid celldelning [21, 27-29]. Pågående studier syftar till att förstå den roll av EBV och Helicobacter pylori-infektion i orsakar inflammation och tillhörande globala hypermetylering under magcancer utveckling [22].
Cellinje modeller, DNMT1 uttryck förmedlas av EBV LMP1 och LMP2 [21, 28 -31]. EBV verkar att använda epigenetiska mekanismer för att kontrollera den mottagande transkriptom och även för att kontrollera expression av dess egna viralt kodade gener [11, 12, 14, 15, 19, 21, 24, 29, 32, 33]. Vid initial infektion av en cell, kan den icke-metylerad virala genomet genomgår viral replikation med ny virion produktion, under det att en undergrupp av infekterade celler förvärvar ett höggradigt metylerad viralt genom som squelches expression av främmande proteiner och medierar den långsiktiga viral persistens i form av latent infektion [23, 34]. Infekterade tumörer tenderar att ha mycket metylerat EBV-DNA, och metylering relaterade tysta virusgener förklarar hur infekterade tumörer undgå immun förstörelse.
Medan metylering av genpromotorer är vanligtvis förknippas med transkriptions nedreglering
via selektiv bindning av repressorproteiner , det första proteinet någonsin visat sig binda och aktivera
en metylerad promotor var EBV BZLF1, den viktigaste faktorn som styr övergången från latent till replikativa former av virusinfektion [35]. Det verkar som om viruset skickligt har utvecklats ett sätt att övervinna promotor metylering till sin fördel [34, 35]. Antivirala strategier undersöks för sin antineoplastiska potential. Intressant, de vanligaste antivirala medel, aciklovir och ganciklovir, är effektiva på att stänga virusreplikation, men de eliminerar inte uttryck av latenta och tidiga lytiska virusgener såsom LMP1, LMP2 och BZLF1.
Den kliniska betydelsen av EBV relaterade metylering av magcancer genomet är enorma. Först framväxande bevis visar potentialen för förbättrad diagnos av magcancer genom att testa gastric tvättar för cancerspecifik metylering mönster, kanske i samråd med tester för EBV att identifiera virusinfekterade delmängd av cancer [36-40]. Olika mönster av promotor metylering i virus positiv jämfört med virus negativa celler [11, 21, 24] betonas behovet av att karakterisera metyleringsmönster på ett sätt som det maximerar analyskänsligheten för cancer upptäckt. Både infektion och förändrad DNA-metylering verkar vara tidiga händelser i cancer [2, 41], eventuellt underlätta detektion av precancerösa lesioner i magsaften. Review, en andra kliniska betydelsen är potentialen för förbättrad behandling av magcancer använda droger som vända effekten av promotor hypermethylation [42, 43]. I synnerhet demetylering medel som hämmar DNA-metyltransferas och omvänd tumörsuppressorgen tysta eller onkogen aktivering är potentiella antineoplastiska strategier [43]. Hänsyn måste tas till eventuella skillnader i effekten av demetylering medel i viruspositiva kontra
virus negativa tumörer [43-45]. Vi och andra har visat att naturligt infekterade gastric cancer har lägre CDKN2A (P16) uttryck [14, 15]. I en klinisk studie av fluorouracil (5FU) för magcancer, CDKN2A
promotor metylering status var en oberoende prediktor för överlevnad [46]. Den logiska grunden för att använda demetylering medel som 5-aza-2'-deoxicytidin i kliniska prövningar bygger på vetenskapliga bevis för att demetylering terapi modifierar tumorigena egenskaperna hos cancerceller.
Flera forskare har framgångsrikt infekterade epitelcellinjer med EBV i Málaga vitro
[47, 48]. I den aktuella studien undersökte EBV-positiva och EBV-negativa AGS gastric cancerceller undersöktes med avseende på skillnader i gen-uttrycksmönster som använder låg densitet microarray analys och omvänd transkription-polymeraskedjereaktion (rtPCR). AGS är en cellinje som ursprungligen odlades från gastriskt adenokarcinom vävnad och nu används i stor utsträckning som en modell för gastrisk cancer. Rollen av DNA-metylering i medla utvalda effekter undersöktes genom bisulfit DNA-sekvensering och genom att testa förmågan hos en demetyliseringsmedel att vända effekten av EBV på geners uttryck. Resultaten visade omfattande gen dysreglering på EBV-infektion i AGS celler med bevis för att promotor metylering är ansvarig, åtminstone delvis. Återföring av virusassocierade transkriptions effekter tyder på att demetylering medel bör undersökas för sin potential att styra tillväxten av EBV-relaterade maligniteter.
Metoder
Gastric cancercellinjer
AGS magcancer cellinje (ATCC CRL- 1739) odlades i Dulbeccos modifierade Eagles medium innehållande 10% fetalt bovint serum (värmeinaktiverat i 20 minuter vid 65 ° C) och 1% penicillin-streptomycin (10.000 enheter penicillin, 10000

• Upptäckt av promotor hypermethylation av CpG ön E-cadherin i magsäcken hjärt adenocarcinoma
• Förändringar av lipidprofiler efter radikal gastrektomi patienter med gastric cancer