Krooninen sairaus

tiivistelmä

TMPRSS2-ERG-geenin fuusio löytyy noin puolet kaikista eturauhasen syöpiä. Toiminnalliset ja prognostiset merkitys TMPRSS2-ERG on kuitenkin, ei täysin ymmärretä. Perustuen historiallinen valpas odottaa kohortissa, yhdistyksen välillä TMPRSS2-ERG, arvioitiin positiiviset immuuni värjäystä, ja lyhyemmät selviytyminen eturauhassyöpäpotilaille tunnistettiin. Expression of ERG liittyi myös kliinisen markkereita, kuten kehittyneitä kasvain vaiheessa korkean Gleason, läsnäolo etäpesäkkeitä ja ennustetekijöitä kasvainsolujen markkereita, kuten korkea Ki67, pEGFR ja Pakt. Novel assosiaatioita TMPRSS2-ERG ja muutoksia kasvaimen strooman esimerkiksi lisääntynyt verisuonten tiheyden, hyaluronaaniin ja PDGFRβ ja laski Caveolin-1, kaikki tiedetään liittyvän aggressiivinen tauti, havaittiin. Esillä oleva tutkimus osoittaa, että TMPRSS2-ERG fuusiogeenin liittyy aggressiivisempi eturauhassyöpä fenotyyppi, jota muutokset kasvaimen stroomassa.

Citation: Hägglöf C, Hammarsten P, Strömvall K, Egevad L, Josefsson A, Stattin P, et ai. (2014) TMPRSS2-ERG Expression ennustaa Eturauhassyöpä Survival and Associates kanssa stroomakasvaimet Biomarkers. PLoS ONE 9 (2): e86824. doi: 10,1371 /journal.pone.0086824

Editor: Zoran Culig, Innsbruck Medical University, Itävalta

vastaanotettu: 27 syyskuu 2013; Hyväksytty 15 joulukuuta 2013 mennessä; Julkaistu: 05 helmikuu 2014

Copyright: © 2014 Hägglöf 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: Ruotsin Research Council ja Ruotsin Cancer Society tukeneet työtä. 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

Toistuva geeni fuusio välillä androgeenisäädellyn geenin TMPRSS2 ja jäsenten ETS transkriptiotekijän perhe, yleisimmin ERG, ovat läsnä noin 50% eturauhassyövän tapauksista [1]. Esiintyminen fuusiogeenin on kriittinen tapahtuma kehittämiseen eturauhassyövän [2] – [4]. Siirtogeeninen ekspressio fuusio- geenin kuitenkin johtaa vain PIN vaurioita ja muita geneettisiä muutoksia, kuten menetys PTEN ja aktivointi PI3K-reitin, tarvitaan aiheuttaa syöpää [5] – [8]. Kokeelliset tutkimukset yli-ilmentävät tai tukahduttaa fuusiogeeni viittaavat siihen, että se edistää tuumorisolun invasiivisuus ja soluproliferaatiota [1]. Lukuisat tutkimukset ovat arvioineet yhdistys TMPRSS2-ERG ja tuloksista eturauhassyöpäpotilaalla vaihtelevalla menestyksellä [1]. Tuore suuri cohort- ja meta-analyysi kuitenkin osoittaa, että fuusio geeni tila ei ole tärkeä ennustaja eturauhassyövän kuolleisuus tai toistumisen saaneilla potilailla eturauhasen [9]. Tietääksemme vain kaksi tutkimuksissa on tarkasteltu fuusio-geenien asema suhteessa luonnollisen taudin on valpas odottaa kohortti. Molemmissa tutkimuksissa läsnäollessa TMPRSS2-ERG fuusio liittyi suurentunut eturauhassyövän kuoleman [10], [11].

Fusion geeni asema määräytyy yleensä fluoresenssi in situ hybridisaatio (FISH). Positiivinen epiteelin ERG immuuni värjäyksellä käyttäen äskettäin kehitetty vasta-aine, on kuitenkin korreloi (95,7% herkkyys ja 96,5% spesifisyys) läsnäoloon TMPRSS2-ERG fuusio geenin [12] – [15], mikä viittaa siihen, että immuunijärjestelmän värjäys voi olla käytännöllinen tapa määrittämään läsnäolo TMPRSS2-ERG fuusio geenin.

Viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että kasvaimen aggressiivisuus liittyy muutoksiin kasvaimen mikroympäristössä [16]. Eturauhasen kasvainten stroomassa muutetaan suhteessa kasvaimen aggressiivisuus [17]. Aikana eturauhasen syövän etenemiseen, syövän epiteelisolujen lähettää signaaleja ympäröivän strooman, joka siten sopeutua Kasvavan kasvain. Kasvain stroomasoluilla puolestaan ​​lähettää kasvua edistäviä signaaleja epiteelin [17]. Kun eri eturauhassyövän soluja inkuboidaan yhdessä normaalien fibroblastien ne aiheuttavat muutoksia joukossa fibroblastit, jotka ovat kasvainsolujen-lajikohtaisesti [18]. Jos näin tapahtuu myös

in vivo

se voisi päätellä, että fuusio geeni positiivisia ja negatiivisia kasvaimia voi eronnut kasvain strooman. Tämä on kuitenkin tietojemme koskaan tutkittu. Jos näin oli se voisi auttaa meitä tunnistamaan juurikaan tunneta signaalien joka määrittää kehittäminen kasvaimeen strooman liittyy aggressiiviseen tautiin.

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin tästä syystä suuri historiallinen kohortin TURP-diagnosoitu eturauhasen syöpiä hallitaan by valpas odottaa ERG immunovärjääminen jolloin tutkitaan ERG värjäytyminen liittyi muiden kasvainten ominaisuuksiin ja pitkän aikavälin tuloksen, ja erityisesti jos se liittyy ero kasvaimen strooman morfologia.

Tulokset

heterogeeninen ilmentymistä TMPRSS2-ERG kudoksessa näytteet eri kasvainkeskusten

selkeyttämiseksi roolia TMPRSS2-ERG eturauhassyövässä, TMA sisältävä materiaali 350 eturauhassyöpäpotilaalla joista 256: lle tehtiin valpas odottaa, analysoitiin ERG immunohistokemia (IHC). TMA sisälsi 5-8 näytteitä kasvainkudoksen ja 4 näytettä ei-pahanlaatuista kudosta eri paikoissa eturauhasen saman potilaan. Nuclear kasvain ERG värjäytyminen havaittiin 34%: lla potilaista. Kuten aiemmin on esitetty, ERG ilme joskus vaihtelivat verrattaessa eri kasvainkeskusten samasta potilaasta. Heterogeeniset ERG värjäytyminen havaittiin 18%: lla potilaista. Muutamissa potilaalla (6%) sytoplasmista ERG ekspressio havaittiin epiteelin ei-pahanlaatuista kudosta. Kaikilla potilailla endoteelisolujen värjättiin positiivisia ERG ja tämä toimi sisäisenä positiivisena kontrollina.

TMPRSS2-ERG liittyy ennustetekijöitä markkereita

Suhde TMPRSS2-ERG ilmaus jo histologisia ja kliininen ennustetekijöitä merkkiaineiden analysoitiin. Expression of ERG ainakin yhdessä kasvaimen ydin oli merkittävästi korreloi positiivisesti kehittynyt kasvain vaiheessa korkean Gleason ja läsnäolo etäpesäkkeitä. Lisäksi ERG ilmentyminen liittyi myös kasvaimen epiteelisolujen markkereita, kuten korkea solujen lisääntymistä (Ki67) [19], Pakt [20] ja pEGFR ilmaisun [21], kaikki tiedetään liittyvän huonoon lopputulokseen (taulukko 1 ja 2) . Nämä kokeet viittaavat siihen, että TMPRSS2-ERG liittyy tekijöitä, joiden tiedetään viittaavan huonoon ennusteeseen varten eturauhassyövän potilailla.

TMPRSS2-ERG korreloi syöpä erityisiä selviytymisen

arvioimiseksi kliinistä merkitystä TMPRSS2-ERG tässä Potilaskohortti seurannut valpas odottaa, selviytyminen analyysi Kaplan-Meier suoritettiin. Analyysi osoitti, että potilailla, joilla on kasvaimia ilmentävät ERG oli merkittävästi alentunut eloonjäämisen verrattuna potilailla, joiden kasvaimissa puuttuu ERG värjäytymistä (kuva 1 A). Lisäksi ilmentävien kasvainten ERG potilaalla on Gleason pisteet 6 tai 7 kasvainten oli huomattavasti lyhyempi syöpä erityinen selviytymisen kuin ne, joilla on kasvaimia puuttuu ERG lauseke (kuva 1 B). Ero selviytymisen välillä ryhmien ilmentävien kasvainten ERG myös potilailla esiintyi Gleason pisteet 8-10 kasvainten (kuvio 1 C). Ilmentävien kasvainten ERG liittyi suurentunut suhteellinen riski eturauhassyövän erityinen kuoliaaksi univariate Coxin regressioanalyysiä (taulukko 3). Monimuuttuja Coxin regressioanalyysiä ja perustetun ennustetekijöiden merkki Gleason pisteet ja paikallinen kasvain vaiheessa läsnäolo TMPRSS2-ERG kasvain oli merkitsevästi yhteydessä huonoon ennusteeseen ja saatiin lisää prognostiset tiedot (taulukko 4).

Potilaat erotetaan kahteen ryhmään riippuen läsnäolosta ERG ilmaisun (katkoviiva) tai puuttuminen ERG ilmaisun (yhtenäinen viiva) kaikilla potilailla (A), potilailla, joilla on Gleason pisteet 6 (B), ja potilaille, joilla on Gleason pisteet 8-10 (C).

Kun potilaat analysoitiin 3 ryhmissä, ERG-, ERG + ja ERG heterogeeninen (h) in Kaplan- Meier juoni, ERG- oli edullisin ennuste, parempi kuin ERGh ja ERG +, joka oli samanlainen ennuste (tietoja ei esitetty).

TMPRSS2-ERG liittyy strooman muutoksiin

TMA on aiemmin käytetty tunnistamaan useita ennustetekijöitä markkereita. Stroomakasvaimet tekijät eturauhassyövän että me aiemmin tunnistettu liittyy selviytymisen eturauhassyöpäpotilaisiin tässä TMA ovat PDGFRβ [22], hyaluronaaniin [23], Caveolin-1 (Scherdin et ai, julkaisematon) androgeenireseptorin [24], syöttösolut [ ,,,0],25] ja von Willebrand -tekijän [19]. Mielenkiintoista on, että TMPRSS2-ERG havaittiin liittyvän kaikki nämä tekijät, paitsi AR ja syöttösoluista. Näissä tutkimuksissa me raportoimme, että korkea strooman ilmentymisen PDGFRβ ja hyaluronaani, sekä kasvaimen strooman ja stroomassa ympäröivän ei-pahanlaatuista kudosta, liittyi huono tulos eturauhassyöpäpotilailla. Lisäksi korkea suonitiheys (mitattuna ilmentymistä von Willebrand tekijä) ja vähenivät kasvain strooman ilmentymistä Caveolin-1 liittyi huono ennuste. TMPRSS2-ERG havaittiin yhdistää nämä tekijät tavalla ennustaa huono tulos potilaan (korkea kasvain stromal ilmentymä PDGFRβ, hyaluronaani, von Willebrand -tekijän ja alhainen strooman ilmentymistä Caveolin-1) (taulukko 5 ja 6). Nämä tulokset osoittavat, että läsnäolo TMPRSS2-ERG liittyy strooman fenotyyppejä huonoon ennusteeseen eturauhassyövän potilailla.

Keskustelu

Tässä tutkimuksessa, TMPRSS2-ERG todettiin liittyvän useita kliinisten parametrien, mukaan lukien selviytyminen, potilaalla kohortin hallitaan valpas odottaa. Tämän lisäksi, assosiaatioita fuusio geenin asema ja strooman geenejä, jotka on aiemmin tunnistettu biomarkkereita kanssa prognostista tietoa eturauhassyövän tunnistettiin myös.

Nykyinen biomarkkerit diagnosoida eturauhassyövän ja ennustaa eturauhassyövän lopputulos ei ole riittävästi spesifisyys ja herkkyys ja tuottaa ongelmia ylihoito ja overdetection [26]. Uusia ja parempia prognostiset markkereita selvittää tarvitseville potilaille eturauhassyövän hoito on kiireellisesti tarpeen. Hyödyllisyys TMPRSS2-ERG ennustetyövälineenä markkeri eturauhassyövän on voimakkaasti tutkittu erilaisia ​​tuloksia. On kuitenkin käymässä yhä selvemmäksi, että hoidettujen potilaiden eturauhasen, TMPRSS2-ERG fuusio ei ole suuri vaikutus potilaiden hoitotuloksiin [9]. Erityisesti kaikissa tutkimuksissa, tutkimalla tulos, kun valpas odottaa (luonnollinen syy taudin) toteavat, että TMPRSS2-ERG liittyy huono tulos. Eturauhassyöpä on yleensä multifokaalinen ja noin 30% miesten eturauhassyövän niiden prostates satama niin fuusio- geeni positiivisia ja fuusio geeni syöpäkasvain [27], [28]. Tällaisissa tapauksissa se on yleensä fuusio geenin positiivinen painopiste, joka muodostaa imusolmukemetastaaseja ja tässä tutkimuksessa se liittyi läsnäolo luuetäpesäkkeistä diagnoosin [27]. Hypoteettisesti, läsnäolo fuusio- geenin antaa aggressiivisempi syöpä vain silloin, kun potilaat jätetään hoitamatta, mahdollisesti koska kasvain tarvitsee aikaa hankkia lisää geneettisiä muutoksia, kuten menetys PTEN [7], voi muodostaa makroskooppisia metastaaseja.

Tissue materiaalit tuotettu TURP saattaa sisältää yliedustus siirtymäkauden vyöhykkeen kasvaimia ja koska eturauhasen syöpiä peräisin muutosvyöhykkeellä tiedetään olevan biologisesti erilainen kehävyöhyke kasvaimet tämä voi vaikuttaa vaikutusta ERG yli-ilmentymisen [29], [30 ]. Alempi taajuus TMPRSS2-ERG tässä tutkimuksessa (34%) verrattuna noin 50% eturauhasen kohortit voidaan selittää potilaan kohortin (fuusio geeni on harvemmin välivyöhykkeen kasvaimet) ja on yhdenmukainen mitä muut ovat nähneet TURP-aineiden [9].

havainto, että fuusio-geenin TMPRSS2-ERG epiteelisoluissa liittyy stroomasoluihin muutoksiin on uusi ja mielenkiintoinen. Kasvain microenvironment, joka määräytyy kaksisuuntaista viestintää syövän epiteelisolujen ja niitä ympäröivän strooman, on mukana kaikissa vaiheissa syövän etenemistä, omistaa prognostista tietoa ja vaikuttaa hoitovasteeseen [31] – [33]. Mielenkiintoista, ja sopusoinnussa nykyisen havainnot eturauhassyövän, eri rintasyöpä alatyyppiä, joka perustuu niiden ilmentyminen estrogeeni progesteroni ja Her2-reseptoreihin epiteelin, synnyttää stromasoluja erilaisilla geeniekspressiomalleja ja vaihteleva kyky tukea syöpäsolu muuttoliike [34]. Kaikki strooman muutokset havaittiin liitettävän epiteelin ERG ilme liittyvät aggressiivisempi syöpä. Low strooman Caveolin-1 korreloi alentunut uusiutumisen elinaika eturauhassyöpäpotilailla ja Akt aktivointi [35]. Vastaavasti kohonnut PDGFRβ ja Hyaluronaani eturauhasen kasvain strooman ja ympäröivän ei-pahanlaatuisten strooman assosioituu huono tulos eturauhassyöpäpotilaalla ja injektio hyaluronaanin eturauhasen lisätä eturauhassyövän kasvua käytettäessä potilaalle tehdä rottamallissa [22], [23]. Angiogeneesi on ratkaiseva etenemisen eturauhasen syöpä, ja läsnäolo fuusio- geenin liittyy lisääntynyt verisuonten tiheys. Lisätutkimuksia, jos ja millä tavoin ilmentävät solut TMPRSS2-ERG fuusio geeni kykenee muuttamaan kasvaimen mikroympäris- ja tehdä siitä vieraanvaraisia ​​kasvaimen soluihin, lisäisi tärkeää tietoa TMPRSS2-ERG edistää eturauhassyövän biologian. Erityisesti on myös muutoksia kasvaimen strooman liittyvän kasvaimen aggressiivisuus (esimerkiksi vähentynyt androgeenireseptorin ilmaisun ja syöttösolujen numerot), jotka ovat ilmeisesti liity epiteeli- ERG tila. Kantavien solujen fuusio-geenin tiedetään olevan erityinen geeniekspressiomalli [36], ja se voi olla mahdollista löytää avaintekijöitä muuttamalla strooman kasvaimen edistämiseksi tavalla, vaikutus, joka ilmeisesti lisää aggressiivisuutta kasvaimia kaikkien Gleason laadut.

Johtopäätökset

tässä kohortissa, TMPRSS2-ERG havaittiin yhdistää useiden kliinisten parametrien, mukaan lukien selviytyminen, huonosta lopputuloksesta. Tämä vahvistaa aikaisemmat tulokset osoittavat, että läsnäolo fuusio- geeni antaa aggressiivisempi taudin potilailla hoitamattomana. Lisäksi tämä tutkimus on tunnistanut assosiaatioita TMPRSS2-ERG ja strooman muutoksia, aiemmin tunnistettu biomarkkereina ennustavat huonompi ennuste eturauhasen syöpäpotilailla. Tämä saattaa osoittaa, että aggressiivinen fenotyyppi, joka syntyy kanssa läsnäolo TMPRSS2-ERG ainakin osittain johtuu muutoksista kasvaimen strooman.

Materiaalit ja menetelmät

Tissue microarray

Tissue kerättiin potilailta, jotka tehtiin höyläysleikkaus eturauhasen (TURP) sairaalassa Västeråsissa, Ruotsissa, vuosina 1975 ja 1991. eturauhassyöpä havaittiin histologista analyysiä. Mediaani-ikä klo diagnoosi oli 74 vuotta (vaihteluväli 51-95 vuotta). Tiedot läsnäolo eturauhasen hyvänlaatuisen liikakasvun ei ollut saatavilla. Dosnäytteistä Formaliinifiksoidusta, parafinoidut ja uudelleenluokitellut mukaisesti Gleason järjestelmä, jonka patologi mukaisesti ISUP suosituksia [37]. Kudos näytteitä käytettiin rakentamaan kudos micro array (TMA) käyttäen Beecher Instrument (Sun Prairie, WI, USA). Reunat kudosfragmenttien vältettiin vaikutukset kemikaalien ja kirurgiset laitteet, joita käytetään aikana TURP menettelyn. TMA: s sisälsi 5-8 näytteitä kasvainkudoksen edustavat sekä ensisijainen ja toissijainen Gleason luokka ja 4 näytettä ei-pahanlaatuisen kudoksen kunkin potilaan. Potilaat eivät olleet saaneet syövän hoitoon ennen TURP. Radionuklidi luukuvaus saavutettiin diagnoosin jälkeen havaitsemiseen etäpesäkkeitä. 350 potilasta oli mukana tutkimuksessa, joista 256 potilasta seurattiin valpas odottaa jälkeen TURP. Klo oireita etäpesäkkeitä potilasta sai lievittävää hoitoa Androgeeniablaatio- ja muutamissa tapauksissa sädehoidon tai estrogeenihoito mukaan hoito perinteiden Ruotsissa tuona aikana. Lisäksi 94 potilasta hoidettiin lievittävää hoitoa välittömästi diagnoosin jälkeen otettiin mukaan analyysiin. Saaneilla potilailla ei sisällytetty selviytymisen analyysiin. Keskimääräinen eloonjäämisaika varten potilasryhmässä seurannut valpas odottamassa oli 5,9 vuotta. 80 kudosnäytteet luokiteltiin Gleason pisteet 4-5, 71 potilaiden Gleason pisteet 6, 44 potilaalla oli Gleason pisteet 7, ja 61 potilasta Gleason pisteet 8-10. 1 potilaalla (0,4%) ja Gleason pisteet 7, ja 8 potilaalla (3,1%) ja Gleason pisteet 8-10 ollut etäpesäkkeitä luustossa diagnoosi. Elokuussa 2003, 26 potilasta (10,2%) oli vielä elossa, 65 potilasta (25,4%) oli kuollut eturauhassyövän ja 165 potilasta (64,5%) oli kuollut muista syistä.

tekijät potentiaalisia prognoosi- merkitystä tällaisten kuten Gleason pisteet, kasvaimen tilavuus, kasvaimen vaiheessa tuumorisolun Ki67, Pakt ja PERG ilmaisun sekä strooman tekijät, kuten androgeenireseptorin, syöttösolut, PDGFRβ, hyaluronaani, Caveolin-1 ja von Willebrand tekijä oli jo analysoitu materiaaliin ja voitaisiin käyttää esillä olevassa tutkimuksessa (viitteet katso edellä).

Ethics selvitys

aineisto kerättiin Ruotsin määräysten mukaisesti samaan aikaan, kun tietoon perustuvan suostumuksen ei tarvittu. Tutkimuksen eettinen komitea Uumajan yliopistollisessa sairaalassa (Regional Ethical Review Board Uumajassa) hyväksyi tutkimuksen ja luopua tarvetta suostumusta.

immunohistokemia

Kudosleikkeet parafiini ja niihin lisätään ksyleeniin, 99 % etanolia, 96% etanolia, 70% etanolilla (3 x 5 min erittäin vaihe), ja pestiin sitten tislatulla vedellä. Antigeeni talteen Tris /EDTA: a (pH 9) 1 tunnin paine liesi. Sitten leikkeet jätettiin jäähtymään 5 min vesihauteessa ennen pestiin ensin tislatulla vedellä ja sen jälkeen TBS 20 min. Loput immunohistokemiallisella menettelyä suoritetaan sopivasti intelliPATH FLX väline (biocare Medical, Concord, CA, USA) valmistajan ohjeiden mukaisesti. ERG-aineella (CM421A, Biocare Medical) laimennettiin Renoir Red (01:50). MACH 3 Mouse HRP-Polymer (Biocare Medical) käytettiin havaitsemiseen. Korrelaatio analyysin näytteet pisteytettiin positiivisiksi TMPRSS2-ERG jos värjäytyminen havaittiin ainakin yksi kasvaimen ydintä.

Tilastot

väliset korrelaatiot nimellisen muuttujien ja jatkuvia muuttujia analysoitiin käyttäen Kendall n tau b korrelaatio testi. Käytetyt tiedot korrelaatioanalyysin kerättiin aikaan eturauhassyövän diagnoosia. Potilaat sisältyvät selviytymisen analyyseja Kaplan-Meier ja Coxin regressio seurattiin valpas odottaa. Kesto tapahtuma-elinaika (EFS) määritellään aika TURP asti eturauhassyövän kuolema, kuolema muista syistä, tai jos kuolema tapahtui, saakka Viimeisimmässä seurannassa. Erot tulos ryhmien välillä testattiin log-rank-testi. Prognostisia merkitystä TMPRSS2-ERG immunoreaktiivisuus tutkittiin Coxin regressioanalyysiä yksin ja yhdessä Gleason pisteet ja sekä paikallinen kasvain vaiheessa. Taso tilastollinen merkittävyys määritettiin

P

0,05 (kaksipuolinen). Tilastollinen analyysi suoritettiin SPSS 21.0.0 ohjelmisto Os X (SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

Kiitokset

Tekijät Kiitokset Pernilla Andersson ja Birgitta Ekblom laitoksella Lääketieteellisen biotieteiden, Uumajan yliopiston taitava teknistä tukea.