Krooninen sairaus

tiivistelmä

Perimän poikkeavuuksia johtaa peräsuolen syöpä (CRC) sisältävät somaattisia tapahtumat, jotka aiheuttavat kopioluvun poikkeamia (CNAs) sekä kopio neutraali ilmenemismuotoja kuten Heterotsygotian menetys (LOH) ja uniparentaalinen disomia (UPD). Tutkimme syy vaikutus näiden tapahtumien analysoimalla korkearesoluutioisia sytogeneettinen microarray data 15 kasvaimeen normaalia pariksi näytteitä. Havaitsimme 144 geenit vaikuttavat CNAs. Osajoukko 91 geenien tiedetään CRC liittyvän mutta korkea synergisillä tulokset osoittavat 24-geenit kromosomeissa 7, 8, 18 ja 20 olevan voimakkaasti merkitystä. Yhdistämällä synergisillä sijoitusta toiminnallisia analyysejä ja aste menetys /saada tunnistamme kolme geeniä alueilla merkittävä menetys (ATP8B1, NARS ja ATP5A1) ja kahdeksan alueilla voitto (CTCFL, SPO11, ZNF217, PLEKHA8, HOXA3, GPNMB, IGF2BP3 ja PCAT1) uusina niiden yhdessä CRC. Pathway ja tavoite ennustaminen analyysi CNA vaikuttaa geenien ja MikroRNA vastaavasti osoittaa TGF-β-signalointireitin olla mukana aiheuttaen CRC. Lopuksi LOH ja UPD kollektiivisesti vaikuttaa yhdeksän syöpään liittyvät geenit. Transkriptiotekijän sitoutumiskohdat alueisiin, 35% kopiomäärä tappio /voitto vaikutti 16 CRC geenejä. Analyysimme osoittaa potilaan erityisiä CRC ilmenemismuotoja on genomisen tasolla ja että nämä erilaiset tapahtumat vaikuttavat yksilön CRC potilaiden eri tavalla.

Citation: Eldai H, Periyasamy S, Al Qarni S, Al Rodayyan M, Muhammed Mustafa S, Deeb , et ai. (2013) Novel liittyviä geenejä peräsuolen syövän havaittujen High Resolution Sytogeneettiset Analysis potilasspesifisellä Manner. PLoS ONE 8 (10): e76251. doi: 10,1371 /journal.pone.0076251

Editor: Jörg D. Hoheisel, Deutsches Krebsforschungszentrum, Saksa

vastaanotettu: 30 maaliskuu 2013; Hyväksytty: 22 elokuu 2013; Julkaistu: 30 lokakuu 2013

Copyright: © 2013 Eldai et al. 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 tukivat tutkimusta apurahan # RC10 /083 myönnetty MAA kuningas Abdullah International Medical Research Center. Kaikki kirjoittajat työskentelevät kuningas Abdullah International Medical Research Center tai kansalliskaartin terveysministeriö. Molemmat laitokset ovat osa kuningas Abdul Aziz Medical City. 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

peräsuolen syöpä on yksi yleisimmistä syövistä ja on maailmanlaajuinen terveydenhuollon huolenaihe [1]. Se on yleisin syöpätyyppi Aasiassa [2]. Ilmaantuvuus CRC kasvaa paikallisen väestön Saudi-Arabian katsottuna yli kolminkertaiseksi ilmaantuvuus nousu miehillä 3,2% [3] 11,2% [4] kuluessa noin 7 vuotta. Rinnakkainen kehitys naisilla on havaittu kasvua 2,7% [3] 8,8% [4] samaksi ajaksi.

Genominen tapahtumien osuus menetys /voitto kromosomeja, Heterotsygotian menetys, uniparentaalinen disomia jne. ovat hyvin tiedossa olevan vahva korrelaatio CRC ja saostuksen geenikopiomäärä muutoksia [5], [6], [7]. Tällä toiminnallisella tasolla, useiden geenien järjestelmä puhkeamista, etenemisen ja etäpesäkkeiden CRC [8]. Kuten muutkin syövät; aste kopioluvun kromosomipoikkeavuuksien korreloivat esiintyvyyttä ja vakavuutta CRC sekä ennustetta ja taudin uusiutumisen [9], [10]. Alueet kopioluvun voitot ja tappiot voivat vaikuttaa geenien kriittistä syövän kehittymisessä ja paljastaa ennakoivan markkereita, jotka ovat tekijä vastaus /vastus hoitoon [2], [11]. Koska arvostamme heterogeenisyys näiden tapahtumien potilaalla erityisellä tavalla; arviointi kopiomäärä profiileja voidaan käyttää personalizing hoitovaihtoehtoja potilaille ja tehostamisessa esikäsittelyn suunnittelu [5].

Useat tutkimukset tutkitaan etno-maantieteellinen näkökohtia CRC kasvaimia ja paljasti otaksuttu asujaimisto- erityinen kuvioita kromosomi poikkeamia, siis mikä etninen ja alueellisesti CRC [2], [12], [13], [14], [15]. Nopea kasvu ilmaantuvuuden CRC Saudi-Arabiassa pakottaa hyödyntämään kehittynyttä genomista tekniikoita tutkia kasvaimeen liittyviä ominaisuuksia ja antavat hyödyllistä tietoa kansallisiin tautien torjuntaan strategioita. Vaikka asiaankuuluva tutkimus tutkii ajojen homotsygootista (ROH) eliminoitu yhteinen syntyperä riskitekijänä altistavien CRC paikallisessa väestössä [13], toteamus perustuu todisteita arvioinnista huomattavasti suurempi ja ulos kasvatetaan väestöstä [15], mutta kattava luonnehdinta CRC paikallisen väestön puuttuu edelleen. Osallistuminen CRC tapahtumien, kuten LOH, UPD ja CNAs jäävät paljolti hyödyntämättä integroidussa muodossa.

Array vertaileva genomiikka hybridisaatio (aCGH) paljastaa alueita molekyylien merkitys syövän etiologiasta, ennustetta ja remissio esimerkki selkeys mutta on mahdotonta havaita copy-neutraaleja seurauksia, kuten UPDs [16] ja se on vaikea mitata polttovälin kromosomi tapahtumia.

viime lisäksi sytogenetiikka on Cytoscan HD (Affymetrix) paneelit, joiden kautta integraation ja tutkimus eri oivalluksia CRC on mahdollista. Yhdistelmä yhden emäksen monimuotoisuus (SNP), joka ei-polymorfisen antureista tässä array suunnittelu mahdollistaa paljastamiseksi kopio neutraali tapahtumia sekä muita genomista poikkeavuuksia. On mahdollista saada genominlaajuisten oivalluksia CNV, LOH ja UPDs ja ohittaa luontaiset puutteet tavanomaisten aCGH [17], [18]. Kyky analysoida tiedot eri tyyppisten kromosomaalisten tapahtumia syntyy yhdestä alustan ansiosta paremman tarkkuuden.

Tässä tutkimme kromosomimuutokset joka voisi liittyä puhkeamiseen CRC. Vertaamalla kasvain-normaali kudos paria potilaalla vaiheittaisesti, korostamme vähentämiseen heterogeenisyys, poistamalla rajat aihe yleistyksiä ja keskittymällä yksittäisiin aihealueittainen tapahtumia, jotka erottavat kasvainsolut niiden terve kollegansa. Havaita alueilla kromosomi kopioluvun raja-arvot ja arvioida, geenien niiden sisällä olevan ajo syöpään toteutimme kaksi lähestymistapaa: Circular Binary Segmentointi (CBS) [19] ja Genomisen merkityksellisten tavoitteet Ravussa (synergisillä) [20].

parhaan tietomme mukaan tämä tutkimus on ensimmäinen yritys kokonaisvaltaisesti tutkia CRC liittyy kromosomiepänormaalisuuksista paikallisessa kohortin käyttäen Cytoscan HD array tuotti erittäin korkean resoluution kaappaa alavirran laskennallisia analyysejä. Me raportoimme havainnot toimivuutta geenien vaikuttaa kromosomi poikkeavuudet kuten kopiomäärä voittoja ja tappioita, LOH ja UPD sekä transkriptiotekijän sitoutumiskohdista kuuluvien näillä alueilla.

Materiaalit ja menetelmät

Ethics Statement

Tutkimus on hyväksynyt eettinen komitea ja Institutional Review Board (IRB) kuningas Abdullah International Medical Research Centerin jälkeen johtuu arviointiprosessin eettisistä näkökohtiin. Tarvittavat menettelytavat ja eettiset suostumuslomakkeet allekirjoitti kunkin potilaan ennen näytteenottoa.

Näytteenotto

Kolmekymmentä koepalat hankittiin 15 Saudi potilaista (kuusi urosta ja yhdeksän naista) esittelee alustavien CRC diagnoosi. Kaikki tapaukset kerättiin riippumatta kirurgisen vaiheen tai histologinen. Jokainen hematoksyliinillä ja eosiinilla (H 60% tuumorisolujen ytimiä sisällytettäväksi tutkimuksessa. Kohortti koostui potilaista, jotka eivät ole ollut tehty mitään tunnettua CRC liittyviä kliinisiä interventioita ennen aika koepaloja hankinta.

Sample Processing DNA Extraction

Pariksi otos kasvain ja vieressä normaali limakalvo otettu 2 cm välein kerättiin. Jokainen tuumorinäytesylinterin painoivat 10-30 mg. Biopsia kudos säilytettiin RNAlater (Ambion) 4 ° C: ssa 24 tunnin ajan; mitä seuraa jäädyttäminen ja edelleen varastointia -20 ° C: ssa. CRC – positiivinen näyte paria valittiin sitten DNA louhinta NucleoSpin Trio Kit (Macherey- Nagel, Saksa). Laatu ja määrä tarkastuksia suorittavat Nanodrop (Thermo Fischer Scientific).

Data Generation käyttäen sytogenetiikka Array.

Cytoscan HD paneelit yhdessä täydellinen sarja hankittiin Affymetrix (Affymetrix Inc., USA ). Suositeltava DNA: n monistuksen kit saatiin Clontech (Clontech Laboratories Inc., USA). Toimittajan protokollaa monistamiseen, hybridisaatio-, pesu- ja värjäys vaiheita. Taulukot skannattiin käyttäen 7000 G skanneri Affymetrix. Tiedot käsitellään tässä julkaisun on talletettu NCBI: n Gene Expression Omnibus ja pääsee läpi GEO Sarjan hakunumerolla GSE 47204.

Data Analysis

Seurasimme tapaus-verrokki analyysi strategia, jossa kohde toimi luovuttajan sekä kontrolli- että kasvainkudoksessa. Kasvain-normaali vertailut suoritetaan siten välillä homogeeninen näytettä.

CNV, LOH ja UPD analyysi.

Nexus Kopioi numero 6,0 (Biodiscovery, Inc., CA, USA) käytettiin arvioimaan genomiin laaja kopioluku taajuuksia varten 15 potilaalla. Edelleen, Aroma.affymetrix [19] – toinen CBS täytäntöönpano osana Bioconductor n DNACopy kirjasto ja siihen liittyvä TumorBoost algoritmia (joka normalisoida Alleelispesifisen kopiomääriin kasvainnäytteestä kanssa pariksi normaaleihin) käytettiin myös tunnistamaan genomista tapahtumiin. Saimme mukainen tuloksia sekä toteutuksista.

Yhdistelmä Cytoscan HD: n korkean resoluution ja perusteellisen analyysin Nexus Copy Number avulla voimme kaapata pienimmätkin genomista tapahtumia. Frequency kynnys parametrit käyttää analyysiin ovat 0,2 voiton, 0,6 suuri vahvistus, -0,2 varten vähäistä ja -1.0 iso menetys. Vähintään sulku 500 kb käytettiin havaitsemaan näitä tapahtumia. Tiedot transkriptiotekijän sitoutumiskohtien saatiin Open Regulatory Lisäykset Database (ORegAnno, www.oreganno.org) [21]. miRNA tavoite analyysi suoritettiin käyttäen microRNA integrointijärjestelmä Target Gene ennustuksen (MIRSYSTEM) ohjelmistoversio 20130328 saatavilla https://mirsystem.cgm.ntu.edu.tw/

synergisillä analyysi.

yhdistäminen synergisillä (perimän merkityksellisten tavoitteet Ravussa) tulokset sijoitusta ja huiput kopiomääränä perimän alueiden tunnistimme geenit mukaan merkinnästä ihmisen genomin kokoonpano GRCh37 /hg19.

kautta Nexus Kopioi numero me suorittaa synergisillä analyysi. G-tulokset välittää merkitys geenien ajaa syövän punnitsemalla alueet poikkeama vastaan ​​todennäköisyys sattumanvaraista [20]. G-pisteet alueiden havaitaan CBS tutkittiin. Me merkitty merkittävä tahansa alueen pistemäärä yli 2.

Toiminnalliset Pathways ja Network Analysis.

toiminnalliset ja biokemiallinen analyysi joukko 144 geenien uutetaan kärsivän kromosomialueita tehtiin käyttäen nerokkuus Pathway Analysis-IPA (Ingenuity® Systems, www.ingenuity.com).

Functional Analysis

Toiminnot ja sairaudet merkittävin tietoaineistoa tunnistettiin kyselemällä kokeellisesti validoitu nerokkuus Knowledge Base. Todennäköisyys, että kunkin toiminnon /tauti sattumalta yksin laskettiin hiiren pyrstö Fisherin testiä, jonka kynnys on 0,05.

Canonical Pathway Analysis

Keinot eniten merkitystä aineisto tunnistettiin IPA kirjaston kanoninen pääsyväylistä Ingenuity Knowledge Base.

merkitys välisen assosiaation tietoaineiston ja kanoninen polku mitattiin 2 tavalla: 1) määrän suhde molekyylien datajoukon että kartoitettu reitti jaettuna määrä molekyylejä, jotka kartoitettu kanoninen kautta. 2) Todennäköisyys, että sattumalta yksin selittää yhdistyksen välillä geenien aineisto ja kanonisen polkuja laskettiin läpi Fisherin testiä.

Verkon graafinen esitys

Kaksi luettelot geenien käytettiin luoda verkostoja : ensimmäinen sisältää 144 geenien ja toinen perustuu korkeaan synergisillä riveissä ja CNV alue. Graafinen esitys reittejä aseman geenin solmut eri muotoisia ja biologisen suhde minkä tahansa kahden solmun on kaari. Kaikki reunat tukevat ainakin yhden viite kirjallisuudesta, oppikirjasta, tai kanoninen tallennetut tiedot Ingenuity® Knowledge Base. Solmut muodot edustavat toiminnallinen luokka geenituotteen.

Verkko Generation

Jokainen tunniste listalta kartoitettiin sen vastaavaan objektin Ingenuity® Knowledge Base. Perustuen kokeellista ilmoittaa tämän analyysin suodattimet vastaavien geenien ja suhteita löytyy tiedot rekisteristä ainoastaan ​​ihmisillä. Sitten vain ne Network hyväksyttävät molekyylit päällekkäin päälle maailmanlaajuinen molekulaariverkosto johdetut tiedot Ingenuity Knowledge Base. Verkostot Network hyväksyttävät Molekyylit sitten algoritmisesti sen perusteella, niiden yhteydet.

Tulokset

analyysi kasvaimen normaalia parien paljastaa odotettavissa kromosomi kopiomäärä kromosomipoikkeavuuksien vielä esittää potilaan vaihtelut. Alustavat todisteet ennustaa osallistuminen yhdentoista aiemmin ilmoittamattoman geenien kolorektaalisyövässä Non-copy-numero liittyy tapahtumia kuvaamme kuuluvat Loh ja UPD jotka voivat vaikuttaa säätelyelementit ja syöpään liittyvät geenit.

Merkittävät Kromosomi Number Aberrations

Yhdessä voitot vallitsevia kromosomien 7, 8q, 12, 13, ja 20q taas tappiot olivat yleisiä kromosomeissa 1, 6, 10, 14 q, 17p, 18, ja 21. lyhyen varren kromosomin 4 on jälleen hieman menetetty alue, poikkeavuudet siellä ja ne kromosomissa 6 ja 10 olivat usein naisen ryhmässä.

komposiitti kaiken pareittain vertailuissa tarjotaan (kuvio 1A). Nopea silmäys sukupuolten viisasta kasautumiseen tuloksista näkee enemmän alueita tappioiden naisilla (n = 9) kuin miehillä (n = 6), jossa muuttuva suuruus (kuvio 1 B).

V: Prosenttiosuus kopioluvun voitot ja tappiot tuumorinäytteissä verrattuna niiden normaaliin vastaavien kudosta kaikille kromosomeja viidessätoista tutkimuksessa koehenkilöillä. Tappiot on merkitty punaisella perusviivan alapuolelle taas voitot ovat edustettuina Blue baareissa vertailutason yläpuolella. Ympyröity kromosomi numeroita (12 ja 14) heijastavat tapahtumia voitto ja tappio yksinomaan havaittu meidän aineisto. B: Sukupuoli viisasta kopiomäärä muuttuu koskevat yleiset CNAs: Pieni tappio lyhyen varren kromosomien 4, koko kromosomi 6 ja 10 ovat yleisiä naisten ryhmässä.

Vertaamalla aste ja taajuus tappioista havaitsemme, että korkeat kopio voitot ovat yli homotsygoottisia kopio tappiot (21 voitot vs. 14 tappiota). Suuruus voitot siis on suurempi. Olemme kuitenkin huomauttavat lisäksi, että kromosomaalisia tappiot esiintyi enemmän taajuudella kuin voittoja (285 tappiot vs. 273 voitot). Taulukossa 1 luetellaan havaintoja jokaisen potilaan ja sukupuolen ryhmässä. Kaksitoista aiheita ilmeni merkkejä kopioluvun voittoja ja tappioita. Vaikka tappiot ja voitot havaittiin kaikissa kromosomeissa, ainutlaatuinen kromosomi suuntaukset esiin jokaisen potilaan ja sukupuolen ryhmässä. Taulukossa 2 verrataan havaintomme vastaan ​​aiemmin julkaistuissa raporteissa.

Heterotsygotian menetys (LOH) ja uniparentaalinen disomia (UPD) B

Lisäksi kromosomi kopioluvun muutoksia, kasvain- normaali vertailut osoittavat potilaan erityinen kopio neutraali tapahtumia. Näemme LOH kuudessa tapauksessa; joista viisi on UPDs. Myös viisi näistä potilaista on LOH /UPD tapahtumia useilla microRNA alueita kuten kuvassa 2 A ja B kromosomien 4 ja 17 näytteen 9F. Kohdegeenin analyysi vaikuttaa miRNA osoittaa niiden todennäköinen vaikutus polkuja merkitystä peräsuolen syöpä. Löysimme MAPK, WNT ja TGF-β signalointireittien joukossa maalintekijät edellä sulku 0,5 (kuvio 2C). Täydellinen luettelo kaikista miRNA tavoitteet ja niiden tulokset ovat taulukossa S1.

V: Segmentaalinen UPD tapahtumia joka koskee useita microRNA alueita kromosomista 4 potilaan 9F. B: LOH tapahtuma kromosomi 17 samasta näytteestä yllä. LOH liittyy kopioluku muunnelmia. C: Target Prediction analyysi miRNA näytteille todennäköinen osallistumista tunnettujen signalointireittien kolorektaalisyövässä. Y-akselilla on numeerinen pistemäärä osoittaa ennustearvoa. D: TPM3 ja MUC1 vaikuttavat UPD tapahtumista potilaan 7F. E: MYC alue ylläpitää LOH tapahtumia ja kopioida voittoja potilaan 10F.

Patient viisasta, UPD tapahtumat ovat useammin (yhteensä tapahtumaa = 15) kuin LOH tapahtumia (yhteensä tapahtumaa = 7). Jotkut potilaat osoittivat laaja segmentaalista UPDs (i.e.7F), kun taas toiset (i.e.10F) osoitti vallitseva LOH; uskottava osoitus erilaisten potilasryhmien erityinen kopio neutraali vaikutteita johtavien mekanismien CRC.

Across potilasta yhdeksän syöpään liittyvät geenit sisältyvät alueilla ryöstetty jonka Loh ja UPD. Tropomyosin 3 (TPM3), Mucin 1, solun pinnalla liittyvä (MUC1), Trombospondiinin 3 (THBS3), CBL esikasvaintekijän, E3 ubikitiinipromoottori proteiini ligaasia B (CBLB), v-MAF musculoaponeurotic fibrosarcoma onkogeenin homologi (linnun) (MAF), v-MAF musculoaponeurotic fibrosarkooma onkogeenin homologi (linnun) (FBXW7) satama UPDs ja sykliini D (CCND2), PCAT1 ja V-myc myelocytomatosis viruksen onkogeenin homologi (linnun) (mYC) on LOH tapahtumia (kuvio 2 D BCAS1 on korkein G-pisteet kaikkien 144 geenit.

V: amplitudi voitot ja tappiot paljastaa 144-geenit eri synergisillä tulokset kaikissa kromosomeja (numeroidaan vastaavasti). Piikit on harmaina alueet rikastamiseen vastaavat synergisillä pistemäärät geenien näillä alueilla. B: Molecular verkosto geenien oltava merkittäviä kopiomäärä poikkeamia Tuumorinäytteissä. Näitä tapahtumia sijaitsevat kromosomeissa 7, 8, 18 ja 20. 11 24 geenien osoita mitään yhdessä peräsuolen syöpä toiminto. Tämä on konformaatiossa kanssa synergisillä analyysin paitsi G-pisteet TSHZ1. Yhtenäiset viivat solmujen välillä havaittu suoria molekyylien vuorovaikutus yhdistetty geenien suhteen CRC. Toiminnot on merkitty muotoja: entsyymit (timantit), sytokiinien (neliöt), kinaasien (kolmiot), transkriptiotekijöitä (horisontaalinen soikio), transmembraaninen reseptorit (pystysuora suorakaide), kuljettajat (trapezoids), ja muut (ympyrät).

G-tulokset monien poikkeavuuksien toteutettu muita geenejä kromosomissa 20 ovat niin pitkälle kuin 3 standardipoikkeamaa yli G-pisteet tarkoittaa; alueella, joka on edelleen korkeampi kuin heti seuraava ylimmän G-pisteet alue (eli q42.21 kromosomissa 8 kätkeminen PCAT1).

PCAT1 on voitto 46,67% meidän aineisto ja se on ainoa geeni kromosomi 8 tällaisen erinomaisen G-pisteet. Kromosomissa 7, kuusi geeniä oli merkittäviä synergisillä tulokset, jotka interleukiini 6 (IL6) ja inhibiini, p A (INHBA) tiedetään liittyvän CRC (taulukko 4).

Ingenuity koulutusjakson analyysi (IPA) päättelee että 12/24 geenit kromosomissa 7, 8, 18 ja 20 ovat yhteydessä toisiinsa ja liittyvät CRC. Toiminnallinen seuraus korkean G-pisteet geenejä ja niiden verkkoyhteys on esiteltynä kuvassa 4B. Merkillistä, yksitoista kokonaismäärästä 24 geenit eivät suoranaisesti liity CRC mukaan IPA-tietokantaan.

Taulukko S3 luetellaan kaikki 144 geenit sijainnit kromosomissa ja asteita voiton ja tappion sekä merkitys tulokset.

toiminnallinen analysointi synergisillä suodatettua Genes

kautta IPA arvioimme toiminnallisen ilmentymä näistä 144 geeneistä. Analyysi liittyvät näiden geenien syövän ja maha-suolikanavan sairaus suurella tilastollisen luotettavuuden (-log p-arvo = 55), jonka jälkeen solujen erilaistuminen, liike ja muita toimintoja (kuvio S3A).

Pathway analyysi näistä geenit osoittivat osallistumista maksan fibroosissa ja CRC etäpesäke signalointi. Ihmisalkion kantasolujen pluripotenttisuus ja RAR signalointi oli myös korkea tilastollisesti merkitsevä negatiivinen log p-arvo = 5 (kuvio S3B).

Eniten pisteitä verkko (tilastollinen pisteet = 40, keskittyy molekyylien = 24) tämän joukon 144 geenien koostuu Smad perhe (Smad2, 3, 4 7) ja muut, joiden tiedetään olevan osallisena syövän ja joukko ruoansulatuskanavan sairauksien (kuvio S3C).

keskustelu

tutkimuksen tavoitteena on käsitellä kahta tärkeää liittyviä kysymyksiä sytogenetiikka CRC. Ensinnäkin Onko yhteinen malli somaattisten kromosomi muutoksia, jotka täysin luonnehtivat CRC? Toiseksi, mitkä ovat todennäköisiä välittäjiä toiminnallisen vaikutuksen somaattisten kromosomi muutoksia CRC kasvainsoluissa?

Tämän saavuttamiseksi käytimme potilaan kasvaimen normaaliin verrattuna malliin. Tuloksemme onnistuneesti edustaa ainutlaatuisuus kromosomi tapahtumista kunkin potilaan ja noudattavat havaintojen raportoitu muiden ryhmien vielä kanssa uusia oivalluksia. Me hyödyntää potentiaalia uuden sytogeneettisen microarray alustan osaa tuottaa korkean resoluution molekyylitason dataa tunnistamaan kromosomi numero poikkeamia (voitot ja tappiot), LOH ja UPD. Rajoitukset aikaisemmin molekyyli sytogenetiikaltaan mikrosiruja oli mahdotonta tutkia kaikki tapahtumat yhdessä kokeessa. Meidän ennennäkemätön kyky havainnoida kaikkia näitä tapahtumia käyttämällä yhteen alustaan ​​minimoi vaihtelu johtuvat datan tuottamista eri menetelmillä.

objektiivisesti ymmärtää syy vaikutukset hankitun somaattisia muutoksia, jotka erottavat kasvainsolut normaalista niistä, me verrattiin sytogenetiikka profiilia potilaan kasvaimen omalla normaalien solujen, jotka ovat peräisin viereisen limakalvon. Tämä lähestymistapa on nyt tunnustettu enemmän merkitystä [5] toisin kuin sellainen, jossa kasvain näytteet ryhmitellään vertailun vastaan ​​joukko normaalin näytteitä ei välttämättä samasta potilaasta [22], [23].

Vaikka tutkimuksemme oli käynnissä, tutkimus artikkeli on julkaistu The Cancer Genome Atlas Network [24]. Se pyrki tarjoaa integroidun molekulaarinen paksusuolen ja peräsuolen syöpä. Käytimme eri alustalla ja oppiaineiden. Tämä antaa mahdollisuuden tutkia aikaisemmin havainnot translaation arvojen näkökulmasta aihe viisas sytogeneettisen tapahtumia. Lyhennetty kuvio somaattisten kromosomi kopiomäärä kromosomipoikkeavuuksien päätellä viidentoista potilaista saatiin käyttäen CBS.

kopioluku muuttuu havaitsimme tapahtua kaikissa kromosomeissa erilaisuutta edustavasta molekyyli ehdokkaiden oletettavasti osallisena kasvainten synnyssä kautta eri mekanismeja. Tuloksemme ovat sopusoinnussa aikaisempien havaintojen joka tunnistaa voitot hallitseva kromosomien 7, 8q, 13, 20q ja X ja tappiot olevan yleistä kromosomeissa 1, 8p, 17p, 18, ja 21. Lisäksi avulla korkean päätöslauselma array pystymme raportoimaan ylimääräisiä alueiden 14 q jotka kuljettavat hankittu somaattisia CNAs. Heterotsygotian menetys tapahtumia 14q12-13 ja 14q32 oli aiemmin liittynyt metastaattisen toistumisen alkuvaiheen CRC [25], mutta ei liity CNAs alkuvaiheessa. Menetys 1p on liittynyt metastaattinen CRC useammin ja kerrottiin ei-metastasoituneen CRC sekä [26]. Muut raportit kopioluvun tappiot ovat sekaantuneet kromosomi 5 [5] ja 15 [27]. Nämä tulokset tukevat aiempia tutkimuksia jotka esitetään taulukossa 2.

LOH ja UPD tapahtua mielivaltaisesti koko kromosomeja. Ne vaikuttavat eri potilaiden eri kohtaan ja edistää kasvaimen synnyssä, ennuste /uusiutuminen ja etäpesäkkeiden jos ne vaarannu tuumorisuppressorigeeneille. Niiden satunnaisista vuoksi jokin kuluessa-aihe etsintä koska jokainen aihe on ainutlaatuinen tapaus kannalta LOH luonne, toistuvuus ja tuhoalueille. Tutkimuksessamme taajuus UPD oli yli kaksinkertainen kuin LOH. LOH vaikuttavia tapahtumia tuumorisuppressorigeeneille (APT) uskotaan olevan tärkeä askel CRC karsinogeneesissä. Vaikka useissa tutkimuksissa yritetty luoda kaikki APT aloilla LOH; luettelon asianomaisten alueiden kasvaa, että on vaikea laitteen malli. Pikemminkin havaintomme nopea käsitellä näitä genomista tapahtumista kullekin potilaalle yksilöllisesti ja korostavat käsitettä yksilöllisten /diagnoosi lähestymistapoja. Integroidussa sytogeneettistä kartta Mao ym [28] alueiden 8p, 17p ja 15q ottelu havaintomme joillakin potilailla jossa 8p22 ja 15q13.1-13.2 osoitti UPD. Mielenkiintoista, mikään näistä alueista Harbor tunnetaan syöpää geenejä.

monipuolinen kokoelma CNAs ja LOH tapahtuu ainutlaatuisella tavalla yksittäisillä potilailla voimme vastata ensimmäiseen kysymykseen kieltävästi ja korostaa ainutlaatuisuuden potilaan genomista maisemaan.

Lisäsimme uuden ulottuvuuden vaikutus LOH /UPD kuvaamalla miRNA liittyvät vastaaviin alueisiin. miRNA voivat toimia paremmin terapeuttisina kohteina kuin kyseisille alueille. Kuten käy ilmi miRNA tavoite analyysi vaikutus LOH /UPD annetun miRNA voi kääntää vaikuttavat ratkaiseva reittejä kuten WNT ja TGF-β signalointi. Vaikka useimmat LOH alueiden käsittävät tunnettuja syöpää geenejä, mukaan lukien MYC, on joitakin alueita, jotka ovat vielä jäljellä tutkimaton. Välinen suhde LOH tapahtumia ja niiden vaikutuksia miRNA profiileista on pitkälti tuntemattomia varsinkin CRC. Tuoreessa raportissa yritti luoda kokonaisvaltainen kuva tähtäävät löytää yleinen malli akuutti lymfaattinen leukemia [29]. Lupaava ala lisätutkimusta on tutkia yhteys LOH vaikuttaa syövän geenien ja miRNA.

teema Potilaan yksilöllisyyden kannalta kromosomipoikkeavuuksien on toistanut miten tulokset jokaiselle potilaalle tuoton ainutlaatuisia tapahtumia esiintyy eri geenit sekä miRNA. Koska läheisyys SNP koettimia käytetään tällä alustalla geenit vaikuttavat vähemmän numeroita verrattuna aikaisempiin tutkimuksiin, joissa Loh ja UPDs raportoitu isompia kokoja. Vaikka SNP-tyypitys array-pohjainen CNA ja LOH analyysit on raportoitu CRC, tietoa geenien osallistu suoraan niin CNA ja Loh on niukasti [30].

verkot geenien vaikuttaa LOH sekä UPD ehdottaa olemassaolo ole tunnettuja yhteisvaikutuksia joukossa ja näyttää FBXW7 ja MUC1 ovat vahvasti mukana eri osa kasvaimien syntyyn. FBXW7 on tunnettu tuumorisuppressori [31], mutta kun läsnä on MUC1 on UPD alueella on yllättävää, koska se on tunnettu onkogeeni. Etsitään yhteyksiä geenien vaikuttaa Loh ja UPD tapahtumia huomasimme, että MYC vaikuttivat FBXW7 ja MUC vaikutti CCND taas PCAT ei tiedetä olevan yhteisvaikutuksia muiden molekyylin verkossa. Läsnäolo MUC1 onkogeenin UPD vaikutti alueella voisi selittyä valossa raporttien syytetään MUC1 tukahduttamaan solujen lisääntymisen kautta monimutkaista mekanismia [32]. Toiminnallinen vaikutus LOH ja UPD seuraavilla geenialueisiin mikä ansaitsee lisävalidointia ja luonnehdinta.

Jotta voidaan arvioida maailmanlaajuisia vaikutuksia CNAs ja tutkimaan mahdollisia välittäjiä niiden vaikutus, olemme analysoineet transkriptiotekijän sitoutumiskohtia, jotka ovat sisällä CNA alueilla. Läsnäolo TFBS vastaava CRC liittyvien geenien aloilla Loss /Gain osoittaa todennäköisen mekanismin toiminnallisen ilmentymä kromosomipoikkeamakoe havaittu tuumorisoluissa. Tuhoalueille kromosomeissa 7,14,20,21 ja X sisältävät TFBS liittyvät 16 geenejä. Näiden geenien havaittiin liittyvän syövän ja ruoansulatuskanavan sairaudet. Mielenkiintoista, TGF-β signalointi oli merkittävästi vaikuttanut kautta. Tämä tulos resonoi toiminnallinen analyysi synergisillä tunnistaa geenien jossa Smad perheen todettiin olevan merkittävä rooli vaikuttaa toimintojen ja polkuja. Myös miRNA tavoite ennustus analyysi osoittaa TGF p on merkittävästi vaikuttanut. Tämä analyysi antaa erilaisen näkökulman uskottavaa funktionaalisia vaikutuksia paljastavien TFBS mukaan CNAs ja korostaa ei-koodaavaa alueiden syövän aloittamista.