Krooninen sairaus

tiivistelmä

SWI /SNF on monen alayksikön chromatin remodeling monimutkainen, joka käyttää energiaa ATP hydrolyysin asemoida nukleosomeihin näin muuntavan geenin ilmaisu. Kertyvät todisteet osoittavat, että SWI /SNF toimii tuumorisuppressori joidenkin syöpien. Kuitenkin kirjo SWI /SNF mutaatioita poikki ihmisen syövissä ei ole systemaattisesti tutkittu. Täällä louhitaan koko-exome sekvensointi tietoja 24 julkaistuista tutkimuksista, jotka edustavat 669 tapausta 18 neoplastisten diagnoosit. SWI /SNF mutaatiot ovat yleisiä monissa eri ihmisen syövissä, ylimäärin vahingollisia mutaatioita, ja yleinen taajuus lähestyy

TP53

mutaatio. Mutaatiot esiintyi yleisimmin

SMARCA4

entsymaattinen alayksikkö ja alayksiköiden ajatellaan antavan toiminnallisia spesifisyyden (

ARID1A

,

ARID1B

,

PBRM1

, ja

ARID2

). SWI /SNF mutaatiot eivät olleet toisiaan poissulkevia muiden mutatoidun syövän geenien, kuten

TP53

ja

EZH2

(molemmat aiemmin liitetty SWI /SNF). Meidän Pääteltiin SWI /SNF tärkeänä mutta alitunnustettua tuumorisuppressoriproteiinia erilaisissa ihmisen syövissä, ja antaa keskeinen voimavara ohjata tulevia tutkimuksia.

Citation: Shain AH, Pollack JR (2013) Spectrum of SWI /SNF Mutaatiot, Ubiquitous ihmisen syövissä. PLoS ONE 8 (1): e55119. doi: 10,1371 /journal.pone.0055119

Editor: Fatah Kashanchi, George Mason University, Yhdysvallat

vastaanotettu: 11 syyskuu 2012; Hyväksytty: 19 joulukuu 2012; Julkaistu: 23 tammikuu 2013

Copyright: © 2013 Shain, Pollack. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä tutkimus rahoitettiin osittain avustuksia NCI: R01CA112016 (JRP). A.H.S. tukivat apurahoja NSF, Stanford Graduate Fellowship ohjelma, ja syöpäbiologian ohjelma. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

kytkin /sakkaroosi NonFermentable (SWI /SNF) on chromatin remontin monimutkainen alun perin tunnistettu hiivan geneettinen näytöt hiivan pariutumisen-tyyppinen kytkentä ja sakkaroosin käymisen geenit [1], [2]. Nämä näennäisesti erilaisia ​​toimintoja alleviivata laaja roolit erilaisissa biologisissa prosesseissa. SWI /SNF käyttää energiaa ATP hydrolyysin asemoida nukleosomeihin, mikä säännellään pääsyä DNA ja moduloiva transkriptio ja DNA: n replikaatio /korjaus [3].

SWI /SNF kompleksi, konservoitunut hiivasta ihmiseen, on koostuu 10-15 biokemiallisesti-selvä alayksiköstä (tarkistaa täältä [3] – [5]). Ihmisillä monimutkainen sisältää kahdella toisiaan poissulkevia ATPaasi entsymaattisella alayksiköt, SMARCA2 (hBRM) tai SMARCA4 (BRG). Lisäksi monimutkainen sisältää jommankumman kolme toisiaan poissulkevia alayksiköiden ajatellaan antavan toiminnallisen spesifisyyden: ARID1A (BAF250A), ARID1B (BAF250B), tai PBRM1 (BAF180). ARID1A ja ARID1B löytyy liittyy ”BAF” komplekseja (BRG1- tai hBRM liittyvä tekijät), jotka sisältävät joko entsymaattisella alayksikköä. PBRM1 yhdessä ARID2 (BAF200) ja BRD7, löytyy vain ”PBAF” komplekseja (polybromo liittyvä BAF), jotka sisältävät SMARCA4. Lopuksi, on olemassa useita ”ydin” ja ”lisälaite” alayksiköt (noin toisensa poissulkevia), jotka liittyvät kaikki versiot kompleksin: SMARCB1 (BAF47 /SNF5), SMARCC1 (BAF155), SMARCC2 (BAF170), SMARCE1 (BAF57), [SMARCD1 (BAF60A), SMARCD2 (BAF60B), tai SMARCD3 (BAF60C)], [PHF10 (BAF45A), dpf1 (BAF45B), tai DPF2 (BAF45D)]; DPF3 (BAF45C); ja [ACTL6A (BAF53A) tai ACTL6B (BAF53B)]. Eri kombinatorinen kokoonpanot uskotaan tukemaan kontekstisidonnaisia ​​toimintaa monimutkainen.

Viimeisen kymmenen vuoden aikana, todisteita on asennettu osoittamaan, että SWI /SNF näyttelee kasvain tukahduttava rooli ihmisen syövän – perusteellisesti muualla [3 ] – [5]. Kaikkein pakottavaa on ollut, että on

SMARCB1

(SNF5), joka havaittiin olevan homozygously inaktivoida lähes kaikki rhabdoid kasvaimet (harvinainen lapsipotilailla maligniteetti) [6]. Seuranta tutkimukset osoittivat, että

SMARCB1

hiirten ovat alttiita samanlaisia ​​kasvaimia [7]. Myöhemmät tutkimukset raportoitu mutaatioita, jotka sekaantunut muita SWI /SNF alayksiköt, kuten

SMARCB1

keuhkosyövässä [8], [9]. Huolimatta näistä tutkimuksista, rooli SWI /SNF komplekseja syöpä oli suureksi osaksi underappreciated vuosia.

Äskettäin kynnyksellä nopea ja halvempaa DNA sekvensointiteknologioihin, koko-exome tutkimukset ihmisen syövistä on elvytetty mutaatio löytö ponnisteluja. Useat tällaiset tutkimukset ovat äskettäin raportoitu komponentit SWI /SNF Mutatoitavassa korkealla taajuudella yhden syövän tyyppejä, käynnistämisessä uusitaan jännitystä ympäröivä SWI /SNF ja syöpä [10] – [16]. Kuitenkin useimmat julkaistut exome tutkimukset ovat keskittyneet pelkästään ”top osumia”, kuten niitä eniten korkeasti mutatoituja geenejä. Ei ole systemaattista pyrkimystä määritellä taajuuden ja kirjo SWI /SNF alayksikköä mutaatioita kaikkialla ihmisen syövissä. Siten me raportoimme tässä mutaatiostatuksesta kirjo 20 kanoninen SWI /SNF alayksikkögeenit poikki 18 eri syövän diagnoosit, piirustus 24 koko-exome sekvensointi tutkimukset edustavat 669 potilaan näytteitä. Tuloksena makroskooppinen Koska monimutkainen tarjoaa ainutlaatuisen oivalluksia genetiikan ja kasvaimen biologiaan SWI /SNF.

Yllättävää, mutaatiot SWI /SNF olivat läsnä korkealla taajuudella monilta eri kasvaintyypit (Fig. 1A). Syöpien, jolla on korkein SWI /SNF mutaationopeudet olivat munasarjojen selvä cell carcinoma (75%), kirkas cell munuaissolukarsinooma (57%), maksasyövän (40%), mahasyöpä (36%), melanooma (34%), ja haimasyövän (26%). Kaikissa kasvaintyypeissä, keskimääräinen tiheys SWI /SNF mutaatioita (19%) lähestyi

TP53

(26%, on esitetty vertailua varten kuviossa. 1A), yhden kaikkein mutatoidun tuumorisuppressorigeenin.

. Pylväskaavio kuvaa taajuutta nonsynonymous mutaatioiden SWI /SNF (

oikeus

; laskenta mutaatioiden tahansa 20 alayksikkögeenit) ja

TP53

(

jäljellä

) jokaisesta 18 kasvain diagnoosit tutkituista. Keskimääräinen taajuus 18 kasvain diagnoosit on merkitty punaisella. Pieni määrä näytteitä mutaatioita kahdessa eri SWI /SNF alayksiköt ollut kahteen kertaan. B. frekvenssijakauma mutaation luokka on tarkoitettu SWI /SNF alayksikkögeenit (

oikea

) ja kaikkien exome-sekvensoitiin geenit (

jäljellä

). Huomaa, luokka jakelu SWI /SNF mutaatioita on merkittävästi vinoutunut kohti vahingollisia mutaatioita (

P

= 1,0 × 10

-18, chi-neliö testi). Katso Menetelmät on kuvattu yksityiskohtaisesti näiden tietojen.

Tulokset ja keskustelu

SWI /SNF mutaatiot ovat yhteisiä monissa eri syöpätyyppien

Selvityksen spektrin SWI /SNF mutaatioita ihmisen syövissä, analysoimme tiedot 24 koko-exome tutkimuksia [10] – [13], [17] – [36] yhdessä kattavat 18 monipuolinen syöpätyyppeihin (katso menetelmät). Valitut ominaisuudet 24 tutkimuksia on koottu taulukkoon 1. Yksityiskohtaisempaa tietoa, mukaan lukien ominaisuudet sekvensointialustamme, fold-sekvensointi kattavuus, ja genominlaajuisten mutaatio taajuuksia (mutaation tyyppi ja ennakoitujen) on koottu taulukkoon S1. Mutaatioiden tila 20 geeniä, jotka koodaavat kanoninen alayksiköt ihmisen SWI /SNF eritellään taulukossa S2.

Koska koko SWI /SNF genomista ”jalanjälki” (jotka kattoivat 20 geenejä), se voisi voidaan väittää, että SWI /SNF on altis matkustajan mutaatiot, jotka voisivat kasvattaa mutaatioprosessiin taajuus monimutkainen. Tämän ongelman, vertasimme jakelu mutaation tyyppien SWI /SNF alayksikkögeenit kuin koko exome (Fig. 1 B). Meidän analyysi paljasti huomattavan vinossa mutaatioiden SWI /SNF geenit, jossa on huomattavasti lisääntynyt osa ennustetun vahingollisia mutaatioita (kehyksenvaihdon, nonsense, uudelleenjärjestely, liitos päällä, ja missense-haitallisia) verrattuna ennustettu missense-hyvänlaatuisia ja synonyymi mutaatioita (

P

= 1,0 × 10

-18, chi-neliö testi). Tämä malli viittaa siihen, että suurin osa havaitusta SWI /SNF mutaatiot ovat todennäköisesti kuljettajan muutoksia.

Itse sijaan yliarvioi taajuus SWI /SNF inaktivaatio (johtuen jonkin verran matkustajan mutaatiot), sekvensointi analyysi todennäköisesti aliarvioi todellisen taajuus SWI /SNF inaktivointia. On olemassa todisteita siitä, että genomista DNA deleetioita, järjestelyihin sekä epigeneettiset hiljentäminen tarjota vaihtoehtoisia mekanismeja inaktivointiin SWI /SNF alayksiköstä [14], [37]. Lisäksi vaikutus mutaatioiden proteiinin ilmentymistä ja toimintaa ei ole riittävästi tutkittu. Vain yksi exome analysoidut tutkimukset tässä arvioitiin myös proteiini tasoilla, löytää

ARID1A

mutaatioita, jotka heikentävät tai kadonnut ARID1A lauseke (immunohistokemiallisesti) mahasyövän [13] (ja sama oli erikseen osoitettu munasarjasyövän selkeitä cell carcinoma [15]). Järjestelmällinen työ kartoittaa kaikki geneettiset, epigeneettiset ja proteiini muutoksia tarvittaisiin saapua todellinen taajuudella SWI /SNF muutoksia.

SWI /SNF mutaatiot tietyissä syöpätyypeissä

Koska sen korkea mutaatiofrekvenssi (36-75%; Fig. 1A), joka on todennäköisesti kasvain tukahduttava roolia SWI /SNF kompleksi oli tunnustettu vastaavan tutkimuksen kirjoittajat munasarjasyöpää selkeät cell carcinoma, kirkas-cell munuaissyövän, maksasyövän, mahasyöpä , ja haimasyövän [10] – [16]. Kuitenkin lähes kaikki nämä tutkimukset esiin vain yhden korkeasti mutatoitunut alayksikköä (esim

ARID1A

mutaatio munasarjan kirkas cell carcinoma), kun taas meidän analyysi paljasti myös harvemmin mutaatioita muiden SWI /SNF alayksiköiden samoissa kasvain tyypit (Taulukko S2).

Erityisesti mutaation data syytetään kasvain tukahduttava rooli SWI /SNF (mutaatio taajuuksilla 11-34%, Fig. 1A) ovat myös pakottavia melanooman, diffuusi suuri B-solulymfooman (DLBCL), multippeli myelooma, glioblastooma, ja pään ja kaulan alueen syöpiin, mutta ei ollut arvostettu. Näissä syövissä, SWI /SNF mutaatioita todennäköisesti jäi huomaamatta, koska ne leviävät useisiin SWI /SNF alayksiköt, mikään itsestään saavuttaa kriittisen kynnyksen. Tässä ryhmässä syövistä, melanooman, osoitti suurinta SWI /SNF mutaatioaste.

Vaikka ihosyövän on luonnostaan ​​korkea mutaatioaste UV altistumisesta, mutaatiot totesi tässä näyttö- ominaisuudet tuumorisuppressorin kuljettajan mutaatioita. Niistä 29 tapauksessa sekvensoitiin [27] – [29], 17 nonsynonymous mutaatiot ampuu

ARID1A

(n = 5),

SMARCA4

(n = 4),

ARID2

( n = 3),

SMARCB1

(n = 3),

SMARCA2

(n = 1), ja

SMARCC1

(n = 1) (taulukko S2). Näitä ovat homotsygoottinen mutaatio

ARID2

ja kolme mutaatiota kohdistaminen

SMARCB1

samalla potilaalla näytteestä siten todennäköisesti vaikuttaa sekä alleelit. Lisäksi mutaatio nimikkeet 5 nonsensemutaatiota, 9 luultavasti-haitallisia missensemutaatioita (kuten kutsutaan polyphen-2 [38]), 1 mahdollisesti-haitallisia missensemutaatio, ja 2 hyvänlaatuinen missensemutaatioita. Vain yksi kolmesta melanooman tutkimuksessa [28] raportoi synonyymi mutaatioita, jossa oli 2 synonyymi mutaatioita (yksi kutakin

SMARCA4

ja

SMARCC1

) verrattuna 7 nonsynonymous mutaatioita (jäljempänä nonsynonymous: synonyymi mutaation suhde melanooman exome oli 1,9: 1). Koska synonyymi mutaatiot, ja suhteellisen korkeat mutaationopeutta melanooma, on todennäköistä, joitakin tausta matkustaja mutaationopeus SWI /SNF melanooma. Tästä huolimatta Heterotsygotian menetys (LOH, joka ilmenee homotsygoottinen mutaatio ja useita mutaatioita saman geenin ja näyte), vahingollisia mutaatio vinossa, ja toistumisen mutaatioiden useiden alayksikköjen kokonaan mukaan monet tai useimmat näistä mutaatioista ovat kuljettajia.

68 diffuusi suuri B-solu-lymfoomat [20] – [22], nonsynonymous mutaatiot suunnattu

ARID1B

(n = 4),

ARID1A

(n = 2)

PBRM1

(n = 2),

DPF2

(n = 2),

SMARCC2

(n = 1), ja

SMARCD3

(n = 1). Nämä mutaatiot voidaan luokitella seuraaviin tyyppeihin: nonsense (n = 3), lukukehyksen (n = 1), liitos-site (n = 1), luultavasti-vahingoittamatta missense (n = 2), hyvänlaatuinen-missense (n = 1 ), ja missensemutaatioita määrittelemätön merkitys (n = 4). LOH tietoja ei ollut saatavilla kahta DLBCL tutkimuksessa. Yhdessä tutkimuksessa [20] raportoi synonyymi mutaatioita, ja vain 1 synonyymi mutaatio ilmeni

ARID2

verrattuna 9 nonsynonymous mutaatioiden useiden muiden SWI /SNF alayksikön geenit. Tiheä mutaatioita, toistumisen sisällä geenejä, ja vahingollisia vinossa mutaatioiden kaikki viittaavat kasvain tukahduttava rooli SWI /SNF vuonna DLBCL.

38 plasmasytoomat jotka sekvensoitiin [30], kuusi oli mutaatioita kuudella eri SWI /SNF alayksiköistä, jakautuu seuraavasti: 2 uudelleenjärjestelyt, 2 luultavasti-haitallisia missensemutaatioita, ja 2 hyvänlaatuinen-missensemutaatioita. Taajuus synonyymi mutaatioiden ja LOH tietoja ei ollut saatavilla tästä tutkimuksesta. Siten tapauksessa SWI /SNF tuumorisuppressorina turvautuu suurimmaksi osaksi taajuus SWI /SNF mutaatioita. Huomattavaa on, että tausta mutaatio oli ole erityisen suuri multippelimyeloomaa ja näin ollen SWI /SNF mutaatiot eivät todennäköisesti edustavat kaikki vain matkustaja tapahtumista.

glioblastoma multiforme (GBM) [23], 4 22 näytettä kanna SWI /SNF mutaatioita. Yksi näyte oli kaksi erilaista mutaatiota saman geenin (

ARID1A

) viittaa mutaatioita silmiinpistävää molemmissa alleeleissa ja tekemällä vahvat, että nämä mutaatiot ovat kuljettajan mutaatioita.

SMARCA4

,

SMARCA2

, ja

SMARCC2

kukin oli yksi todennäköisesti vahingoittavat missensemutaatio, vaikka

SMARCC2

oli myös synonyymi mutaatio. Suuremmat validointi ponnistelut ovat tarpeen, mutta yleinen mutaatiostatuksesta kuvio on viittaavia kuljettajan mutaatioiden GBM.

Pään ja kaulan syöpien oli yhteensä 12 mutaatioiden ulos 106 näytteiden sekvensoitiin kahdessa tutkimuksessa [24], [ ,,,0],25]. Mutaatioiden esiintymistiheys pään ja kaulan syöpiin on suhteellisen korkea johtuen tupakan altistuminen potilasalaryhmässä. Tästä huolimatta 12 mutaatiot lyömällä

ARID1A

,

ARID1B

,

PBRM1

,

ARID2

,

SMARCA4

,

SMARCA2

, ja

SMARCC2

voidaan jaotella seuraavasti: 3 hölynpölyä, 1 kehyksenvaihdon, 4 luultavasti-haitallisia missensemutaatio, 2 mahdollisesti vahingoittavien missense, ja 2 hyvänlaatuinen-missensemutaatioita, joka edustaa vinossa kohti haitallisia mutaatioita suhteessa exome laajuisten mutaatiostatuksesta tilastoja. Jotkut geenit olivat toistuvasti mutatoitunut, kuten

ARID1A

,

ARID1B

,

SMARCA4

, ja

PBRM1

. Tiedot LOH ja synonyymi mutaatiot eivät olleet näistä tutkimuksista.

Medulloblastoma, rintasyöpä, ja krooninen lymfaattinen leukemia (KLL) kaikki osoittivat pienempi, mutta todennäköisesti merkittäviä SWI /SNF mutaationopeudet (4-10%; Fig. 1A). Kun kyseessä on medulloblastooma [26], oli lukukehyksen mutaation

ARID1A

ja mahdollisesti vahingoittavien missense-mutaation

SMARCA4

. Lisäksi mutaatiot koko exome sekvensointi tietoja,

SMARCA4

havaittiin mutatoitunut 2 ylimääräistä näytteitä validointi kohortin liittyy samassa tutkimuksessa [26]. Lisäksi kolme

ARID1A

mutaatioita on raportoitu erillisissä validointi pyrkimyksissä [39].

Kuten rintasyövän [17], vain yksi vahingollista missensemutaatio tunnistettiin

ARID1B

. Kuitenkin näyte asetettiin pieni eikä heijastava tunnettujen rintasyövän heterogeenisuus (kaikki 11 näytettä Tutkimuksesta kolminkertainen negatiivinen rintasyöpä, eli negatiivinen estrogeenireseptori, progesteroni reseptorin ja Her2); Näin päätelmiä on karkaistu. Kuitenkin muut raportit ovat tunnistaneet

ARID1A

ja

PBRM1

mutaatioita rintasyövän [39] – [42], mikä viittaa todennäköisesti kasvain tukahduttava rooli monimutkainen.

Kun kyseessä on KLL [18], [19], 4,5% tapauksista kanna SWI /SNF mutaatioita. Vaikka suhteellisen pieni, tämä taajuus on todennäköisesti mielekästä useista syistä. Ensin oli 196 KLL tapauksissa sekvensoitiin molempien tutkimusten joten tämä yksi suuritehoisemman syöpätyyppeihin sisällytetty tähän analyysiin, ja 8 näistä tapauksista oli mutaatio SWI /SNF alayksikköä. Kaksi mutaatiota jokainen osuma

ARID1A

ja

BRD7

, mikä viittaa jonkin verran toistumisen sisällä alayksiköistä. Kahdeksasta koko mutaatiot, 1 oli nonsense-mutaatio, 5 olivat luultavasti vahingoittavia missensemutaatioita, ja 2 ennustivat hyvänlaatuinen-missensemutaatioita, taaskin kertoo vinossa kohti vahingoittamatta mutaatioiden (synonyymi mutaatioita ei raportoitu näissä kahdessa tutkimuksessa). Tärkeää on, että yleinen mutaatio korko KLL on suhteellisen pieni; keskimääräinen KLL tapauksessa oli vain 15 mutaatioita, jotka vastaavat mutaatio on alle 1 mutaatio /Mb exome sekvensoitiin. Lisäksi yhden eniten mutatoitunut geeni KLL

SF3B1

, oli itse mutatoitunut vain 15%: ssa tapauksista. Siten havaitusta SWI /SNF mutaatioita, vaikkakin harvinaista, ovat todennäköisesti merkityksellisiä.

Ei SWI /SNF mutaatioita tunnistettiin paksusuolen syöpä, myelodysplasiasta oligodendrogliooman, haiman neuroendokriinisten kasvaimia, ja haiman kystat [17], [31 ], [32], [35], [36]. On syytä huomata, että nämä kasvaimet, lukuun ottamatta paksusuolensyöpä, yleensä vähemmän aggressiivisia tai jopa hyvänlaatuinen. On kuitenkin mahdollista, että SWI /SNF mutaatioita esiintyy, mutta eivät olleet ilmeisiä, koska tutkimukset alle-käyttöinen, tai koska näytejoukoille olivat puolueellisia. Tältä osin paksusuolen syövät sekvensoitu näyttävät kaikki olevan microsatellite vakaa (perustuu yleisesti matala mutaatio taajuudet), ja siten ei edusta kaikkia paksusuolensyöpä alatyyppejä. Kiehtovan, SWI /SNF mutaatioita mahasyövistä taipumus esiintyä mikrosatelliitti instable (MSI) kasvaimia [13]. Todellakin, kohdennettua resequencing on

ARID1A

useiden syöpätyyppien viittaa siihen, että se inaktivoituu korkean osa MSI paksusuolisyövän tapauksissa [39]. Lisäksi

SMARCC1

on raportoitu olevan puutteellinen yhdessä koolonisyöpäsolulinja [37]. Niinpä todisteet yleistä viittaa siihen, että SWI /SNF voi olla rooli paksusuolen kasvainten synnyssä.

Haiman kysta tutkimuksessa [35] sekvensoitiin kahdeksan näytettä vakavien cystadenomas (SCA), intraduktaalisissa papillaarinen mucinous kasvaimet (IPMNs), mucinous kystinen kasvaimet (MCN), ja kiinteät pseudopapillary kasvaimet (SPN). IPMNs ja MCN ovat ainoat kystat, jolla on kyky kehittyä Frank adenokarsinooma; mutta ne eivät ole kanoninen haiman intraepiteliaalisten neoplasia (Panin) vaurioita, jotka tyypillisesti edeltävät haiman adenokarsinooma (PDAC) [43]. Toisin kuin exome tietojen menetys SMARCA4 ekspression proteiinitasolla on raportoitu osajoukko IPMNs [44]. Lisää työtä tarvitaan kuvaamaan asemaan SWI /SNF haimasyövän esiasteleesioita, ja että asia ajoitus SWI /SNF mutaatioita aikana kehittymistä ja etenemistä ihmisen muiden syöpien.

Yksi merkittävä havainto meidän analyysi on leveys kasvaintyypeissä jossa SWI /SNF on mutatoitunut – aivoista, ja hematopoieettiset, että erilaisia ​​kiinteitä epiteelisyövissä. Vaikkakin eri kasvain tyypeillä eri SWI /SNF mutaatio taajuudet ja alayksikköä mieltymykset (käsitellään tarkemmin jäljempänä), SWI /SNF mutaatioita kokonaisuutena eivät rajoitu mihinkään kudosalkuperää, histologiset, tai molekyylin alatyypin syövän. Mekanistisesti tämä nostaa esiin mahdollisuuden, että SWI /SNF voisi työskennellä yleinen kasvain vaimennin polku (t) sijaan mitään linjaa erityisiä reitin.

SWI /SNF mutaatioita ensisijaisesti kohdistaa tiettyihin alayksiköt

edellä esitetyt tiedot osoittavat, että SWI /SNF alayksikköä usein mutatoitunut ihmisen syövissä. Me seuraavaksi kysyttiin ovatko tietyt alayksiköt monimutkainen olivat ensisijaisesti suunnattu. SWI /SNF kompleksin alayksiköitä voidaan osoittaa noin kolme toiminnallisesti erillistä ryhmää – entsymaattinen alayksikkö (SMARCA2 tai SMARCA4), alayksikkö, joiden ajatellaan antavan toiminnallinen spesifisyyden monimutkainen (jäljempänä kohdistamista alayksiköitä, ARID1A, ARID1B tai PBRM1), ja loput ydin ja variantti alayksiköt (jäljempänä rakennustelineet alayksiköitä) [3]. Across 13 syöpätyyppeihin kanssa SWI /SNF mutaatioita, voittopuolisesti mutaatioita esiintynyt SMARCA4 entsymaattinen alayksikkö ja kolmessa kohdistaminen alayksiköstä (Kuva. 2A). Mutaatiot ei esiinny, mutta harvemmin telineprojektien alayksiköissä.

. Keskimääräinen tiheys nonsynonymous SWI /SNF alayksikköä mutaatioita (varten 18 kasvain diagnoosit analysoitu) on merkitty päälle kaavamainen esitys SWI /SNF monimutkainen. Mutaatiot ensisijaisesti osuma

SMARCA4

entsymaattinen alayksikkö ja kohdistustavoista alayksiköt (

ARID1A

,

ARID1B

,

PBRM1

, ja

ARID2

). B. Heatmap (väriskaala ilmoitettu) kuvaa määrän nonsynonymous mutaatioita Jokaisessa SWI /SNF alayksikön geenin exome aineistot analysoitiin. Huomaa, että jotkin kasvaintyypeille selektiivinen mutaation yhden SWI /SNF alayksiköt, esim.

ARID1A

munasarjasyöpää selkeät cell carcinoma (CCC) ja mahasyövän, kun taas useimmat muissa elimissä eivät. Yksinkertaisuuden, vain ne SWI /SNF alayksiköt ja kasvaintyypeissä joilla mutaatioita on esitetty.

Havainto, että mutaatiot tapahtuvat useilla eri SWI /SNF alayksikköjen viittaa siihen, että pääasiallinen vaikutus mutaatiot voivat olla kompromisseja osittain tai kokonaan toimimasta monimutkainen. Voittopuolisesti mutaatioiden entsymaattisen ja kohdentamalla alayksikköjen viittaa siihen, että nämä alayksiköt voivat olla kaikkein kriittinen SWI /SNF-toiminto. Tämän mukaisesti tulkinnan, ituradan mutaatioita useita SWI /SNF alayksiköt äskettäin todettu taustalla Coffin-Siris syndrome (CSS, harvinainen kehityshäiriö) [45], mikä merkitsee geneettinen vastaavuutta eri alayksiköiden. 16 SWI ​​/SNF alayksiköt sekvensoitiin yli 23 yksilöiden CSS mutaatiot löydettiin

SMARCA4

(26%),

ARID1B

(26%),

SMARCB1

(17 %),

ARID1A

(13%),

SMARCA2

(4%), ja

SMARCE1

(4%) [45]. On huomattava, että joukko vaikuttaa SWI /SNF alayksiköiden suurelta osin kuvastaa, että ihmisen syöpien, tukemalla että tietyt entsymaattinen ja kohdistaminen alayksiköt ovat todennäköisesti kaikkein toiminnalle kriittisten monimutkainen. Siitä huolimatta on olemassa todennäköisesti muita hienous osalta mahdollisten erillisten toimintojen SWI /SNF komplekseja eri alayksikön koostumuksia, solu- ja kudostyypin spesifisyyden näitä komplekseja, ja jos kyseessä on mutaatioita, mahdollisia korvaavia aktiivisuus jäljellä SWI /SNF komplekseja (jotka sisältävät ei-mutatoituja vaihtoehto alayksiköiden).

Itse katselu kullakin 13 syöpätyyppien erikseen, mielenkiintoinen mutaatiokaavojen esiin (Fig. 2B). Jotkut syöpätyyppeihin näytteille mutaatiot pääasiassa yhdessä SWI /SNF alayksikköä, kuten (ja kuten myös huomattava tekijät näissä tutkimuksissa)

ARID1A

munasarjasyöpää selkeät cell carcinoma ja mahasyövän, ja

PBRM1

in munuaissyöpä. Useimmat muut, kuten melanooma, haimasyöpä, ja DLBCL, näyttelytila ​​tasapainoisempi spektri mutaatioista yhteisesti mutatoitunut alayksiköt. Niille kasvaintyypeissä, jossa yksi alayksikkö on pääasiassa vaikuttaa, on mahdollista, että alayksikön (ja kompleksit, jotka sisältävät sitä) on solu- tai kudostyypin tiettyjä toimintoja, jotka muodostavat sen valikoivaa inaktivoimiseksi. Tällainen on lähes varmasti asianlaita toteaminen

SMARCB1

(SNF5) mutaatiot kaikissa rhabdoid kasvaimissa [7]. Vaihtoehtoisesti solu tai kudos-tyyppisen mutaation prosesseja (esim koskevat pääsyä perimän lokusten) ei ehkä toimi.

Mielenkiintoinen kysymys on, onko minkään tietyn SWI /SNF alayksikkögeeni, mutaatiot vaikuttavat erityiset jäämien tai rakenteelliset /toimintakykyyn. Tiedot ovat peräisin exome analysoidut tutkimukset tässä ei havaittu selvää mutaatio ”kuormittajat” (kuva S1). Kuitenkin tiedot ovat liian harva tehdä lopullisia johtopäätöksiä. Toteamme, että muutaman validointitutkimukset arvioitaessa single SWI /SNF alayksiköt (esim.

ARID1A

) paljon suuremmassa ikäluokat, eivät myöskään ole havaittu mutaatio kuormittajat [13], [15]. Tässä suhteessa SWI /SNF näyttää eroavan

TP53

, jossa mutaatiot suhteettoman kohdistaa pieni määrä kodoneita, ja useimmiten esiintyy yhden (tässä tapauksessa DNA-sitova) domain [46].

Tutkimme myös, poikki syöpätyyppejä, onko mutaatioita eri SWI /SNF alayksiköt olivat toisiaan poissulkevia toisistaan. Hieman yllättäen mutaatiot kahdessa eri SWI /SNF alayksiköt tapahtui samalla potilaalla kasvain suunnilleen yhtä usein kuin olisi odotettavissa sattumalta (ts arvioituna neliöllä SWI /SNF Mutaatiofrekvenssi tietyllä kasvaimen tyyppi) (Fig. 3) . Tämä havainto viittaa siihen, että mutaatiostatuksesta osumia kahdessa eri SWI /SNF alayksiköt eivät ole toiminnallisesti tarpeeton, vaan että jokainen voisi antaa vähitellen häiriön tai häiriöitä monimutkainen.

Heatmaps kuvaavat mutaation tilan kunkin SWI /SNF alayksikkögeeni kunkin kasvaimen näytteestä, esitetty seitsemän kasvaimen tyyppiä, jolla on suurin taajuus SWI /SNF mutaatioita. Rivit ja sarakkeet edustavat kasvain näytteet ja SWI /SNF alayksikön geenit, vastaavasti. Sininen osoittaa, että läsnä on nonsynonymous mutaatio. Näytteet, joissa mutaatiot kahdessa eri SWI /SNF alayksiköt tunnistetaan punainen nuoli.

TP53

mutaatioita on myös osoitettu, samoin kuin

EZH2

aktivoivia mutaatioita varten DLBCL tutkimuksessa (

alempi vasen

paneeli).

SWI /SNF mutaatiot eivät ole toisiaan poissulkevia muiden syövän geenin mutaatioiden

tuumoria tukahduttavan funktio SWI /SNF on ehdotettu toimivat ohjaamalla ekspressiota tai aktiivisuutta spesifisten geenien ja reitit, mukaan lukien Rb, TP53, Polycomb, Sonic hedgehog, Myc, kantasolu- ohjelmia, ja ydin- hormonin reseptorin signalointi [3], [47]. Meidän exome analyysi tarjosi ainutlaatuisen mahdollisuuden yrittää systemaattisesti tunnistamaan tärkeimmät reitit välittävä SWI /SNF tuumorisuppressiogeeneksi yhteisellä yksinoikeus analyysi. Erityisesti kaksi eri geeniä toimivat pitkin samalla lineaarinen polku, esim.

KRAS

ja

BRAF

, ajatellaan epätodennäköisemmin mutatoitunut samassa kasvain näytteestä koska mutaatiot olisivat toiminnallisesti tarpeeton. Siten tunnistetaan syöpä geenejä, jotka mutatoitunut ainoastaan ​​tuumoreihin SWI /SNF mutaation merkitsisi yhteinen polku. Samoin tunnistaminen syöpä geenit, jotka ovat aina mutatoitunut kasvaimissa SWI /SNF mutaatio (keskenään osallisuutta) voisi viitata siihen tarvittavat yhteistyössä polkuja.

Vastatakseen molemminpuolisen poissulkemisen, ensin keskityttiin suhdetta SWI /SNF ja mutaatiot

TP53

. Viimeaikaiset tutkimukset raportoitu keskinäisen yksinoikeuden

ARID1A

ja

TP53

mutaatiot molemmissa munasarjan selkeä cell carcinoma ja mahasyövän [13], [47]. Meidän analyysi exome aineistojen vahvisti vastavuoroisesti-yksinomaisen suhde SWI /SNF ja

TP53

mutaatioita munasarjan selkeä cell carcinoma ja mahasyövän (Fig. 3); vaikka tilastollista merkitsevyyttä vain pääsi mahasyövän (P = 0,018; Fisherin tarkka testi). Erityisesti, ei kuitenkaan ole tällaista toisiaan poissulkevia suhde oli ilmeistä muita kasvaimia, mukaan lukien haimasyöpä, melanooma, maksasyövän, ja DLBCL (Fig. 3). Todellakin, haimasyövän, kaikissa tapauksissa SWI /SNF mutaatiot todella toteutetaan

TP53

mutaatioita, mikä viittaa suuntaus keskinäisen osallisuutta (

P

= 0,085; Fisherin tarkka testi).

Lisäksi tulokset viittaavat kuitenkin varovaisuuteen tulkittaessa keskinäisen yksinoikeuden SWI /SNF ja

TP53

mutaatioita. Munasarjojen ja mahalaukun syövistä ovat histologisia ja geneettisesti erilaisia ​​sairauksia, ja molemminpuolisen poissulkemisen voivat melko korreloida kasvaimen alatyyppejä sijaan heijastaa mekanistisen suhteen. Itse asiassa mahasyövän SWI /SNF mutaatioita tehdään usein MSI kasvainten, kun taas

TP53

mutaatioita esiintyy yleensä microsatellite vakaa kasvaimissa [13]. Siten molemminpuolisen poissulkemisen täällä voi koskea enemmän erillisiä mutageeninen prosesseja.

SWI /SNF on myös ehdotettu tukahduttaa kasvaimen kasvua vastavaikuttamalla kasvaimia aiheuttavalle vaikutukselle Polycomb tukahduttavia monimutkaisten 2 (PRC2), peilaus sen rooli kehityksessä [ ,,,0],14], [48]. Noin 15% DLBCL tapauksista satama aktivoivat mutaatiot

EZH2

, entsymaattinen komponentti PRC2. Siten DLBCL tarjoaa mahdollisuuden arvioida keskinäisen yksinoikeuden SWI /SNF ja PRC2 muutoksia. Erityisesti meidän analyysi paljasti useita potilaan näytteitä, joilla molemmat SWI /SNF ja

EZH2

mutaatioita (Fig. 3), eikä tue molemminpuolisen poissulkemisen.

vieressä pyrkinyt ottamaan järjestelmällisempi lähestymistapa tunnistaa syöpää geenimutaatioita näytteille molemminpuolisen poissulkemisen kanssa SWI /SNF mutaatio. Tätä olemme analysoineet top 189 mutatoitunut geenit (kaikki geenit ≥13 mutaatioita) poikki 24 exome tutkimuksissa. 189 geenit sisältyvät muiden tunnettujen syövän geenien (esim

KRAS

,

BRAF

,

CDKN2A

,

PTEN

,

NF1

,

APC

,

Smad4

, jne) ja edusti monia kanoninen signalointireittien (esim Ras, PI3K, Wnt, Notch, jne) syövässä. Tästä huolimatta, ei ole merkittävää toisiaan poissulkevia (tai molemminpuolisesti lukien) suhteita SWI /SNF mutaatioita tunnistettiin (Fig. 4 ja teksti S1).

Kunkin paneelin rivit vastaavat kasvain näytteet ja sarakkeet vastaavat geenejä. Sisällä matriisit, sininen vastaa nonsynonymous mutaatio taas harmaa vastaa mitään raportoitu mutaatiota. Rivit tilataan ensin perustuvat SWI /SNF mutaatiostatuksesta riippumatta ja toinen syövän alatyypin (selityksin vuorotellen musta ja ruskea tekstiä,

jäljellä

). A. Mutaatioiden tila 189 eniten korkeasti mutatoituja geenejä poikki exome tutkimuksissa suhteessa SWI /SNF mutaatiostatuksesta riippumatta. 189 geenit ovat listalla tilata vasemmalta oikealle, alkaen eniten mutagenisaation inclusive sitä eniten mutagenisaation-yksinomaisen kanssa SWI /SNF mutaatioita. B. Zoomattu-ottaen mutaation tilan neljän eniten yksinomainen geenimutaatioita (

FAT2

,

NEB

,

CSMD1

,

SF3B1

); none tilastollisesti merkitsevä. Muita tarkastelu tarjotaan Teksti S1. C. Zoomattu-ottaen mutaation tilan valitsemalla syövän geenien. Nämä geenit on merkitty tähdellä paneelissa

. Muita tarkastelu tarjotaan teksti S1.

On mahdollista, että analyysi oli alle powered tunnistaa oikean toisiaan poissulkevia suhteita. Vaihtoehtoisesti on mahdollista (ja suosimme selitys että) SWI /SNF pikemminkin effectuates tuumorisuppressiogeeneksi vaikuttamalla useita eri reittejä pitkin, kuten Rb, TP53, Polycomb-, Sonic Hedgehog, Myc, kantasolujen ohjelmia, ydin- hormonin reseptorin signalointi, ja todennäköisesti muut, jotka on vielä löydetty. Tämä ”one-to-many” suhde hämärtäisi keskinäistä yksinoikeuden analyysi.