Krooninen sairaus

tiivistelmä

käyttäminen geenien ilmentyminen tietojen uutta tietoa valvonnan verkkojen syöpään liittyvää biologian ja hoito on haastavaa mutta kiireellinen tehtävä. Perustuu oletukseen, että geenit, jotka ilmentyvät yhdessä solutyyppejä ovat todennäköisesti toimii yhdessä, on johdettu toisiaan vastaaviin geenejä, jotka toimivat yhdessä eri prosessien epiteelin kaltaisten kasvainsoluja. Expression-korreloivat geenit olivat peräisin tiedot NCI-60 ihmisen tuumorisolulinjoja, sekä tietoja Broad instituutin CCLE solulinjoissa. NCI-60 solulinjoja, jotka selektiivisesti ilmaissut korreloivat keskenään osajoukko tiiviin liitoksen geenien toimi allekirjoituksen epiteelin kaltaisia ​​syöpäsoluja. Nämä allekirjoitus solulinjoja toimi siemenenä johtamiseksi muille korreloi geenien, joista monet oli useita muita epiteelisolujen liittyviä toimintoja. Kirjallisuus tutkimus tuotti molekyylien vuorovaikutus ja toiminta tietoja näitä geenejä, joista molekyylien vuorovaikutus karttoja koottiin. Monet geenit oli epiteelin toimintoja liity tiukka liittymissä, jotka osoittavat, että uusi funktioluokista tulivat esiin. Korreloi kaikkein parhaiten geenit olivat mukana seuraavat epiteelin toiminnot: vuorovaikutuksiin tiiviiden liitosten (CLDN7, CLDN4, CLDN3, MARVELD3, MARVELD2, TJP3, CGN, CRB3, LLGL2, EPCAM, LNX1); vuorovaikutuksiin vyöliitos (CDH1, ADAP1, CAMSAP3); vuorovaikutuksiin desmosomeja (PPL, PKP3, JUP); transkription säätely solu-solu risteykseen kompleksit (GRHL1 ja 2); epiteelin Silmukointi sääntelyviranomaisten (ESRP1 ja 2); epiteelin vesikkelin liikenne (RAB25, EPN3, GRHL2, EHF, ADAP1, MYO5B); epiteelin Ca (+2) signalointia (ATP2C2, S100A14, BSPRY); terminaalista erilaistumista epiteelisolujen (OVOL1 ja 2, ST14, PRSS8, SPINT1 ja 2); huolto apico-pohjapinta päin (RAB25, LLGL2, EPN3). Havainnot tarjoavat perustan tuleville tutkimuksia valaista toimintojen säätelyverkkoja spesifisiä epiteelin kaltaisia ​​syöpäsolujen ja koetin varten syöpälääkkeeksi tavoitteita.

Citation: Kohn KW, Zeeberg BM, Reinhold WC, Pommier Y (2014) Gene Expression korrelaatiot Human Cancer Cell Lines Define molekyylien vuorovaikutus Networks epiteelikasvaimet fenotyyppiin. PLoS ONE 9 (6): e99269. doi: 10,1371 /journal.pone.0099269

Toimittaja: Lucia R. Languino, Thomas Jefferson University, Yhdysvallat

vastaanotettu: 13 maaliskuu 2014; Hyväksytty: 01 toukokuu 2014; Julkaistu: 18 kesäkuu 2014

Tämä on avoin-yhteys artikkeli, vapaa kaikki tekijänoikeudet, ja saa vapaasti jäljentää, levittää, välittää, modifioitu, rakennettu, tai muuten käyttää kuka tahansa laillista tarkoitusta. Teos on saatavilla Creative Commons CC0 public domain omistautumista.

Data Saatavuus: Kirjoittajat vahvistaa, että kaikki tiedot taustalla olevat havainnot ovat täysin saatavilla rajoituksetta. Ilmaisu tietoja voidaan käyttää seuraavasti: Affymetrix Human Genome U95 Set (HG-U95) GEO hakunumero: GSE5949, Affymetrix Human Genome U133 (HG-U133) GEO hakunumero: GSE5720, Affymetrix Human Genome U133 Plus 2.0 Arrays (HG- U133 Plus 2.0) GEO hakunumero: GSE32474, Agilent kaikkiaan Human Genome Microarray (WHG) GEO hakunumero: GSE29288, Affymetrix GeneChip- Human eksoni 1.0 ST array (GH eksoni 1,0 ST) GEO hakunumero: GSE29682. Tiedot on saatavana myös CellMiner in ”Lataa tietojoukoiksi” -välilehti: https://discover.nci.nih.gov/cellminer/loadDownload.do.

Rahoitus: Rahoittajat talousarviosta Laboratory of Molecular Pharmacology myönnetty National Cancer Institute. 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

Edistyminen syövän biologian ja hoito riippuu suurelta osin ymmärtämättä molekyylivuorovaikutusten jotka ohjaavat keskeiset säätelyverkkojen. Suurin tietomäärä geenien ilmentymisen syöpäsoluissa pitäisi edistää tämän tavoitteen saavuttamista, mutta tehokkaasti hyödyntämällä näitä tietoja edelleen haastava. Useimmat pahanlaatuiset kiinteät kasvaimet ovat peräisin epiteelikudoksissa ja säilyttävät epiteelin ominaisuudet eriasteisia joka korreloi käänteisesti pahanlaatuinen virulenssi. Meidän tavoitteena oli hyödyntää geenien ilmentyminen tietoja johdetut solulinjat eri ihmisen kasvaimista selvittämään molekyylien vuorovaikutus verkkojen ohjaustoiminnoilla avain epiteelisolujen tyyppejä, mikä johtaa lopulta syvempää ymmärrystä tekijöistä, jotka säätelevät siirtymiä mesenkymaalisten merkin, muutos, joka on ajateltu olevan keskeinen hankinta kyky syöpäsolujen hyökätä kudosten ja muodostavat etäispesäkkeitä. Nykyinen työ keskittyy geenit ilmentyvät selektiivisesti epiteelisoluissa, kun taas myöhempi viestintä keskittyy siirtymät epiteelin ja mesenkymaalisten solujen valtiot.

epiteelin ovat todennäköisesti paras määritelty sekä embryonically aikaisintaan monisoluisten fenotyyppi. Merkittävä ominaisuus tärkeää epiteelin on tiukka liittymissä, jotka auttavat pitämään vierekkäisiä soluja yhteen ja säätelevät kuljetusta molekyylien läpi parasellulaarisen vierekkäisten solujen [1]. Expression of osajoukko geenejä, jotka liittyvät tiiviiden liitosten voi sen vuoksi toimia indikaattorina epiteelin luonteen. Tämä olisi sopusoinnussa yleistä periaatetta, jonka geenit ilmentyvät yhdessä erilaisissa tilanteissa tai solutyyppejä ovat todennäköisesti toimimaan yhdessä.

Suhteellinen ekspressiotasot yli 23000 geenien National Cancer Institute: n 60 ihmisen kasvainsolulinjoja (NCI-60) on koottu vapaasti ja helposti tietokantaan [2]. Aikaisemmassa tutkimuksessa osoitimme, että joukko keskenään ilmaisun-korreloi geenien yli NCI-60 solulinjoja voitiin koota verkostoja, jotka ohjaavat solujen vaeltamiseen [3].

Nyt näyttää, että osajoukko NCI-60 solulinjoja, jotka ovat valikoivia ilmaus tiettyjen tiiviin liitoksen liittyvien geenien toimivat allekirjoituksen epiteelin luonne kasvainsolujen, ja että geenit korreloi positiivisesti että allekirjoitus voidaan koota verkostoja valvontaan osallistuvien epiteelin toimintoja. Osoitamme, että ilmaisu kuviot NCI-60 ihmisen syövän solulinjoissa korreloi hyvin ekspression CCLE /Broad solulinjoilla.

Vaikka geeniekspression mRNA-tasolla ei ole ainoa tekijä, joka vastaa proteiinin ilmentymistä ( josta meillä ei ole vielä riittävästi tietoa), funktio korrelaatiot ovat silmiinpistäviä.

nykyinen työ yhdistää geenin ilmentymisen korrelaatiot molekyylien vuorovaikutus tietoja suoraan nykyisestä tieteellisestä kirjallisuudesta koota molekyylien vuorovaikutus verkkojen erityisiä epiteeli- kaltaisiksi soluiksi . Lisäksi bioinformatiikan analyysin olennainen osa tätä tutkimusta sisältyy kattava katsaus molekyylitason vuorovaikutukset geenien (ja geenituotteet), joilla epiteelin liittyviin toimintoihin ihmisen syövän solulinjoissa.

Methods

geeniekspressioprofiilien ja korrelaatiot NCI-60 ihmisen tuumorisolulinjat saatiin käyttämällä ”Gene transkriptio taso z pisteet” web-pohjainen työkalu, jonka CellMiner (https://discover.nci.nih.gov/cellminer/). Tämä työkalu antaa suhteellisen kvantitointiin varten solulinjojen viidestä microarray alustoille [2]. CellMiner edellyttäen z-pisteet korrelaatioita (r) ilmentymisen tietyn geenin suhteen selektiivisyys NCI-60 epiteelin konsensus (NEC) solulinjat (katso alla ja taulukko 1). Niistä 22379 geenejä, joista ei validoitiin tietoja NEC geenien CellMiner tietokannan osa geeneistä, joiden z-pistemäärä (r) arvot ovat yli 0,90, 0,80, 0,70, 0,60, 0,50, 0,40 olivat vastaavasti 0,0005, 0,0023, 0,0056, 0,013, 0,027, 0,059.

Geenien ilmentyminen data (CCLE_Expression_Entrez_2012-09-29.gct) ihmisen kasvainsolulinjoissa Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) laajojen Institute of MIT ja Harvard ladattiin (https://www.broadinstitute.org/ccle/data/browseData?conversationPropagation=begin). Ladattu tiedosto oli esikäsitellyt yhdistämällä UNIX-komentoja ja R-ohjelmia, esimerkiksi poistaa merkinnät, joita varten geeni nimi puuttui. Ilmaus arvot kullekin geeniä muunnettiin z-arvoksi kaikissa näytteet aineisto (eli keskiarvo nolla ja yksikkö keskihajonta) käyttäen R-ohjelman mittakaavassa. Tuloksena matriisi geeniekspressioprofiilien tallennettiin R objektin. In-house R paketti käytettiin kokoamaan ja normalisoida datan yksittäistä näytettä johdonmukainen aineisto kullekin syöpätyypin. Ilmaus arvot kullekin geeniä muunnettiin z-arvoksi kaikissa näytteet aineisto (eli keskiarvo nolla ja yksikkö keskihajonta) käyttäen R-ohjelman mittakaava (). Tuloksena matriisi geeniekspressioprofiilien tallennettiin kiintolevylle kuin R objektin.

Klusteroitu kuvakarttoja geenien ilmentymisen ja korrelaatioita luotiin käyttäen in-house R paketti.

Tietoa molekyylitasolla vuorovaikutukset ja toiminnot koottiin viime kirjallisuutta PubMed. Lukumäärä viitteiden rajoitti mainitsemalla uusien julkaisujen jotka sisältävät sitaatteja aikaisemmin kirjallisuudessa. Molekyylien vuorovaikutus kartat (Mims) valmistettiin käyttämällä merkintätapaa kuvanneet Kohn et al [4] ja https://discover.nci.nih.gov/mim/. MIM käytetyt symbolit nykyinen työ määritellään kuvassa 1. Mims nykyisessä työssä rakennettiin käyttäen PathVisio-MIM ohjelmisto [5].

Pieni ympyrä ( ”solmu”) Interaktioista viiva yhteisö tai yhteisöt, jotka ovat seurausta vuorovaikutuksesta. Esimerkiksi solmu sitovasta vuorovaikutuksesta viiva dimeerin tai monimutkaisia ​​johtuva sitova; solmulle pilkkominen viiva tuote (t) pilkkominen; solmulle muunnosta viiva edustaa muunnetun kokonaisuus. Lisää yksityiskohtia merkintä, katso [4] ja https://discover.nci.nih.gov/mim/mapDesc.html.

Tulokset ja keskustelu

Expression Pattern alijoukko Tiukka-risteys ja adherens-risteykseen Geenit NCI-60 Cell Lines Määrittää Candidate epiteelikasvaimet allekirjoitus

Tight risteykset ovat bändejä erityisiä rakenteellisia proteiineja, jotka tiiviste solu-soluliitos ja säännellä kulun pienten ionien tai molekyylien läpi solujen väliseen tilaan; ne ovat oleellinen ominaisuus epiteelisolujen tyypit [6], [7]. Rakenteellinen ydin tiiviiden liitosten koostuu yleensä yhtä tai useampaa proteiinia kustakin seuraavista geeneistä tai geeniperheiden: TJP1-3, claudins (CLDN1-27), OCLN /occludin, MARVELD3, ja MARVELD2 /tricellulin [8]. Kysyimme onko osajoukko tiukka risteyksen-perheen geenien osoittaisi ekspressiokuviota korreloivat keskenään geenien sisällä NCI-60 paneeli ihmisen kasvainsolulinjoissa. Tämä malli valikoiva ilmentyminen voi olla allekirjoituksen epiteelin luonne humaanituumorityyppien solulinjoilla viljelmässä.

Käyttämällä CellMiner NCI-60 analyysityökalujen [2], huomasimme, että 7 jäsentä tiukka risteyksen perheen geenit muodostaneet konsensuksen rakenteessa keskenään ilmaisun-korreloi geenien 11 60 NCI-60 solulinjoissa. Kuvio 2 esittää, kuinka tarkasti ne geeniekspressioprofiilien muistuttavat toisiaan.

Kutsumme tätä alaryhmä NCI-60 solulinjat kuin ”NCI-60 epiteelin konsensus” (NEC) solulinjat. Geenit selektiivisesti ilmaistaan ​​näissä solulinjoissa ovat ”NEC geenit”.

Rakenteellisesti liittyvät tiiviiden liitosten ovat vyöliitos jonka keskeinen osa on epiteelin markkeri, CDH1 /E-kadheriinin. Siksi, että toiminnallinen suhde ja tiivis samankaltaisuus sen NCI-60 ilmentyminen profiilin kanssa, tiukka-liitoksen geenien esitetty kuviossa 2, olemme mukana CDH1 käytettäessä epiteelin konsensus allekirjoitus (kuvio 3, taulukko 1). Korkean keskinäinen ilmentymisen korrelaatio geenien taulukossa 1 nähdään kuviossa 4. selektiivinen ilmentyminen näiden korreloivat keskenään geenien vuoksi valittiin mahdollista allekirjoitusta epiteelin luonteen ihmisen kasvaimen solulinjojen avulla viljelmässä. Meidän viittaavat niihin geenejä ja NCI-60 solulinjat valikoivasti ilmentävät niitä nimellä ”NCI-60 epiteelin konsensus (NEC)” allekirjoituksen. Vaikka valikoiva ilmentyminen NEC geenit voivat olla osoitus epiteelin luonne, se ei välttämättä ole ilmaisemaan normaalista tiukka ja vyöliitos rakenteita.

Lähes kaikki solulinjoja säätää ylös CDH1 vaimennussäätelevät VIM . Geenit, jotka selektiivisesti eivät ilmennä NEC solulinjoilla usein mesenkymaalisten toimintoja.

Geenit ja solulinjoja NCI-60 epiteelin konsensus (NEC) allekirjoitus (taulukko 1) on kehystetty punaisella suorakaide . NEC geenit nähdään muodostavan osajoukko tiiviin liitoksen ja kadheriini perheen geenejä.

Kuva 3 osoittaa, että NCI-60-geenin ilmentymistä profiilin CDH1 /E-kadheriinin (ja siten NEC geenejä yleensä) on lähes peilikuva kuin mesenkymaaliset markkerigeenin, VIM /vimentiinistä, mikä viittaa siihen, että mesenkymaaliset geenit ovat valikoivasti heikkoa ilmentymistä NEC solulinjoissa. Geenit, joiden ilmentyminen oli erittäin valikoiva NEC solulinjoissa voi olla epiteelin kaltainen, ja geenejä, joiden ekspressio oli valikoivasti alhaisia ​​NEC solulinjoissa voi olla mesenkymaalisten tai yleisemmin ei-epiteelin.

ilmaus korrelaatiot NEC geenien ja solulinjojen yhteydessä kaikki NCI-60 solulinjat ja kaikki tiiviin liitoksen ja kadheriini geeni perheenjäsenten näkyy ryvästettyä kuvakartta (CIM) kuviossa 4. Nähdään, että NEC geenit klusteri on osajoukko tiiviin liitoksen ja vyöliitos geeniperheistä.

lisäksi NEC geenien lueteltu taulukossa 1, kuvio 4 esittää, että CDH3 (P-kadheriinin, korrelaatio geenin ilmentymisen kanssa, NEC geenien r = 0,55), voidaan sisällyttää klusterin. CDH3 nähdään yhteistyöhön klusterin luun fide NEC geenejä muissa käyttökelpoisuus; Siksi pidämme CDH3 olevan viran jäsen NEC ryhmän.

Monet geenin perheenjäsenten sisältyvät CIM ei ole epiteelin liittyviin toimintoihin tai ilmaistaan ​​solukalvolla muita alueita kuin tiiviiden liitosten . CDH2 /N-kadheriinin, esimerkiksi, muodostaa vyöliitos mesenkyymisolujen, joilla ei ole solu-solu-liitoksissa tyyppi, joka on ainutlaatuinen epiteelisoluihin [9]. Claudins (CLDNs) eroavat kyvyssään sinetöidä solu-liittymissä, ja jotkut niistä muodostavat anioni- tai kationia tiettyjä kanavia kapeaan rakoon vierekkäisten epiteelisolujen [10].

Expression of Tight-risteykseen ja kadheriinin Family geenien CCLE ihmisen tuumorisolulinioissa Johdettu epiteelikudoksissa

Koska NCI-60 on rajoitettu määrä solulinjoja kohti kudostyypin, kysyimme, onko NEC osajoukko tiukka-liitoksen ja kadheriini perhe olisi myös ilmeistä tietoja huomattavasti laajemmin ihmisen kasvaimen solulinjojen laajojen instituutin Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) [11]. Käyttäen samoja geenejä, joita käytettiin CIM geeniekspression NCI-60-solulinjoissa (kuvio 4), valmistimme CIM mRNA: n ekspression CCLE rinta- ja paksusuolen solulinjoissa (kuviot 5 ja 6, vastaavasti). Nämä CIM osoittavat, että NEC geenit taulukossa 1 (lukuun ottamatta OCLN, josta meillä ei löytänyt tietoja CCLE) klusteri yhdessä sekä CCLE rinta- ja paksusuolen linjat (kuviot 5 ja 6, punainen laatikko), koska he tekivät CIM varten NCI-60 (kuva 4). Lisäksi 7 NEC geenejä, nämä klusterit sisältyvät CDH3 /P-kadheriinin rinta linjat ja TJP2 /ZO-2 paksusuolessa linjat. Kuvio 5 osoittaa, että 16/58 (28%) ja CCLE rintasyövän solulinjat ovat ei-epiteelin. Sillä CCLE koolonsyöpäsolulinjoissa (kuviot 6 ja 7), vastaava osa on 7/61 (11%). Ilmaisu korrelaatiot geenin parien esitetään CIM varten CCLE rinta- ja paksusuolen linjojen kuvioissa 8 ja 9, vastaavasti. Sekä rinta- ja paksusuolen riviä, 7 NEC geenit näkyvät tiukassa korreloivat keskenään klusteri (kuviot 8 ja 9, punainen laatikko). Nämä havainnot tukevat sitä ajatusta, että NEC geenit toimivat allekirjoituksen epiteelin merkki ihmisen kasvainsolulinjoissa, jotka ovat peräisin epiteelikudosten, ja osoittavat pienten muutosten koostumuksen NEC geeniklusterin syöpäsolulinjoissa eri kudoksista. Lisäksi sekä rinta- ja paksusuolen CIM näyttää tiukka korreloi käänteisesti klusteri (kuviot 8 ja 9, sininen laatikko), joka koostuu CDH2, CDH4, CDH6, CDH11, CDH13, ja CLDN11, paitsi että rintojen klusteri sisältää myös MARVELD1. Nämä geenit siis yleensä alas-säädellä CCLE rinta- ja paksusuolen syövän solulinjoissa, ja voivat toimia pääasiassa ei-epiteelin tai mesenkyymisolun tyypit (joka on tunnettu CDH2 /N-kadheriinin). Siten koekspressoi NEC osajoukko tiukka-risteys ja kadheriini perhe geenejä (taulukko 1) ilmenee myös, että CCLE ihmisen kasvainsolulinjat peräisin epiteelikudosten.

Klusterin sisältävä NEC geenien ne on tehtävä pystysuora ruutuun. Solulinjat näytteille selvästi vähentänyt ilmentymistä NEC geenejä suljettu vaakasuora ruutuun.

Klusterin sisältävä NEC geenit on punaisessa laatikossa. Klusteri sisältävä geenit, joiden ilmauksia ne ovat käänteisesti verrannollisia suhteessa NEC geenit ovat sinisessä laatikossa.

Suurin osa paksusuolen solulinjojen yksilöllisesti myös ilmaista CDH17; valikoiva ilmentyminen CDH17 nähdään 35 54 (65%) epiteelin kaltainen CCLE paksusuolen viivoja (kuvio 6). Niistä 35 solulinjoissa, 21 (60%) myös ilmaista CLDN2; ja joukossa 21 riviä, 6 (29%) lisäksi ilmaista CLDN15 (kuva 6). Valikoiva ilmentyminen CDH17 erottuu ollessa spesifinen suuri osa paksusuolen solulinjojen; tämä oli ilmeinen myös NCI-60-geenin ilmentymisen profiili, jossa CDH17 selektiivisesti ilmaistu 4 7 paksusuolen solulinjoissa (kuvio 7). Näin koolonsyöpäsoluja, ja ehkä myös paksusuolen syöpiä, voidaan kerrostunut perusteella näiden geenien ilmentymistä. Expression of CDH17 paksusuolen syöpäsolulinjoissa, sekä paksusuolen syöpä kudoksiin, on aiemmin raportoitu [12]. Korkea ilmentymistä CDH17 nähtiin lisääntynyt selviytymisen peräsuolen syöpäpotilailla. CDH17 todettiin liittyvän beeta1-integriiniin ja muiden tekijöiden ehdotetaan vaikutukset soluadheesiota ja soluväliaineen vuorovaikutuksia. Vuonna CCLE munasarjasyövän solulinjoissa, noin puolet linjat osoittivat korkeaa ekspressiota CLDN16, vaikka ero epiteelin kaltainen ja mesenkymaalisten kaltaiset solulinjat ei ollut selvä.

Cell Lines NCI-60 epiteelin konsensus (NEC) toimii Seed tutustua muihin geenit ilmentyvät selektiivisesti näiden solulinjojen ja jotka ovat epiteelin ominaisia ​​toimintoja

Monet tiiviin liitoksen perheen geenien toimivat myös muualla solussa, ja erityisesti NEC solu linjat voi tai ei ole normaalia tiukka liittymissä. Pyydämme kuitenkin, onko muita geenejä ilmentyy selektiivisesti NEC solulinjoissa on muita epiteelin liittyviä toimintoja, jotka voivat edelleen testata katsoa, ​​että NEC geeniekspressiota tarjoaa allekirjoituksen epiteelin luonnetta syöpäsoluja.

Kun määritelty NEC solulinja allekirjoitus perustuu valikoivaan ilmaus osajoukko tiiviin liitoksen ja kadheriini perheen geenejä, käytimme mallia vertailun väline CellMiner tunnistaa muita geenejä ilmentyy selektiivisesti (tai valikoivasti ei ilmaista) näiden NEC solulinjoilla. Löysimme 76 geenejä, joiden z-pisteet korrelaatiot suhteessa valikoiva ilmentyminen NEC solulinjoissa oli r 0,75. Jokaista näistä 76 geenejä, me koottu tietoa molekyylivuorovaikutusten ja toimintoja tuoreen tieteellisen kirjallisuuden. Olemme löytäneet asianmukaiset tiedot 44 geenien ( ”NEC-korreloivat epiteelin geenit”, taulukko 2); loput 32 olivat ole julkaistuja tietoja liittämällä ne epiteeli- liittyviä toimintoja (taulukko 3), mutta nämä geenit todennäköisesti toiminnot epiteelituumori solulinjoja, jotka ovat vielä löydetty. Geenit, jotka osoittivat vahvimman negatiivinen korrelaatio suhteessa selektiivisen ekspression NEC solulinjoissa ( ”NEC-anti-korreloivat geenit”), on esitetty taulukossa 4. Nämä geenit voivat olla ei-epiteeli- tai mesenkymaaliset toimintoja.

Gene Expression kahtiajako epithelial kaltainen ja Mesenkymaaliset-like Cell Lines

NEC-korreloi epiteelin geenien taulukosta 2 ja NEC-anti-korreloi geenien taulukossa 4 yhdistettiin klusteroitu kuva kartta (CIM) mRNA ilmaisun NCI-60 solulinjoissa (kuvio 10). Kuten odotettua, ne osoittavat selvää eroa epiteelin kaltainen ja ei-epiteelisolujen linjojen kanssa NEC solulinjojen tiukka klusterin (ylempi punainen laatikko). Mielenkiintoista, 8 9 Melanoomasolulinjojen klusterin yhdessä (pohja punainen laatikko), mikä viittaa siihen, että geeniekspressiomalleja näissä solutyypeissä eroaa muiden epiteelisolujen tyyppejä. Erityisen merkillepantavaa näissä Melanoomasolulinjojen on, että ne ovat yleensä ilmaista ZEB2 valikoivasti, mutta ei ZEB1 (nuolia alareunassa CIM).

geenit esitetään olivat sääteli ( ”epiteelin”) tai alaspäin -regulated ( ”mesenkymaalisten”) NEC solulinjoissa taulukoista 2 ja 4, vastaavasti. NEC solulinjat klusterin yhdessä odotetusti (top suorakulmio). Melanoomasolulinjojen muodostettu erillinen klusteri (alhaalla suorakulmio). Huomaa korkea ilmentymä ZEB2 ja alhaisen ilmentymisen ZEB1 (punainen ja sininen nuolet alareunassa).

Sitten kysytään tämän geenin ilmentyminen kahtiajako, joka perustui NCI-60 data, lykkäisi in CCLE solulinjoissa. Olemme havainneet, että tämä on selvästi paikkansa CCLE johdetut solulinjat rinta-, paksusuoli-, ja munasarjojen (kuviot 11-13). Lisäksi nämä mRNA: n ekspressio CIM avulla voimme arvioida osa solulinjoja Kunkin kudoksen tyyppi, joka on ei-epiteeli- tai mesenkymaaliset geeniekspressiomalli (taulukko 5). Arvot rinta- ja paksusuolen linjat olivat hyvin lähellä niitä, jotka perustuivat ilmentymisen tiukka-risteys ja vyöliitos geenit (kuviot 5 ja 6, taulukko 5). CCLE munasarjasyövän solulinjoissa oli suhteellisen suuri osa ei-epiteeli- tai mesenkymaalisten kaltaisia ​​solulinjoja (65%, kuvio 13), ehkä johtuen suuresta munasarjojen kasvaimia mesothelial alkuperää, joka ehkä on ei-epiteelisolujen geenin mentymisprofiili (ei-epiteelin klusteri jakautuu kahteen osa-klustereita, jotka ehkä erottaa pääasiassa mesenkymaalisten vs. mesothelial merkki).

geeniperimä oli sama kuin kuviossa 9, paitsi että ei ollut tietoja LIXL1 . Klusterointi epiteelin ja mesenkymaaliset geenit oli sama CCLE rintasyövän solulinjat kuten NCI-60 solulinjoissa.

Geeni sarjaa taulukoissa 2 ja 4 siten erottaa epiteelityyppinen mesenkymaalisista kaltainen hahmo ihmisen kasvainten solulinjoissa. Seuraava kysymys on, ovatko nämä geeni sarjaa osallistuvat yhtenäisen toiminnallisen verkkoon. Nykyisessä työssä me osoitamme, että kysymys epiteelin liittyvien geenien taulukossa 2, sekä vuorovaikutuksessa geenejä, joiden NEC korrelaatio on merkittävä, vaikka ei ole tarpeeksi korkea täytä sisällyttämistä taulukossa 2.

seuraava kuvaus molekyylitason vuorovaikutusten NEC-korreloi geenien, ensimmäinen esiintyminen geenin nimen kussakin jaksossa on lihavoitu yhdessä korrelaatioarvo (r) selektiiviseen ilmentyminen NEC linjat, kuten on annettu CellMiner.

molekyylivuorovaikutusten ja signalointi at Cell-soluliitos epiteelin kaltaisten Syöpäsolut

Monet korkeimmin NEC-korreloi geenien havaittiin olla vuorovaikutuksessa molekyylien vuorovaikutus verkkoon liittyvät solu-liittymissä : tiukka liittymissä, vyöliitos, ja desmosomien; Näiden geenien väritetään punaisella molekyylien vuorovaikutus kartta (MIM) kuvassa 14). Asiaa verkko yhteisvaikutuksia ja toiminnot NEC-korreloi geenien sekaantunut toiminnot on kuvattu alla. Ensimmäisessä esiintyminen kussakin osassa, nimen kunkin näiden geenien on lihavoitu yhdessä sen NEC ilme korrelaatio (r).

Geenit ilmentyy selektiivisesti NCI-60 epiteelin konsensus (NEC) solulinjat näkyvät punaisina. Symboli määritelmät on esitetty kuviossa. 1.

vuorovaikutuksiin tiiviiden liitosten

keskeiset osa tiiviiden liitosten kuuluu jäseniä klaudiini perheen geenien, jotka koodaavat tetra-toistavan transmembraaniproteiineja jotka liittävät lateraalisesti muodostaen kehän anastomosing bändejä lähellä apikaalisella alueella epiteelisolujen. Niiden solunulkoisten domeenien, jotka yhdistävät intercellularly tilaan vierekkäisten solujen välillä, säätelevät ionisen parasellulaarista läpäisevyyttä välillä apikaalisella ja basolateraaliseen alueilla solunulkoiseen tilaan, ja mahdollistaa ioni läpäisyä selektiivisyyden kanssa, joka poikkeaa eri claudins [13] [14]} [6]. Claudins jonka ilmaisuja korreloi parhaiten kanssa NEC solulinjan pattern olivat CLDN3, 4 ja 7 (r = 0,76, 0,80 ja 0,93, vastaavasti) (kuvio 4). Huomaa, että lauseke malli CLDN7 (r = 0,93) on lähes täydellinen ottelu NEC kuvio. Tiiviisti mukana claudins ahtaissa risteyksissä on OCLN /occludin (r = 0,58), mutta sen tarkkaa roolia tiiviiden liitosten ei ole selvä. Kun epiteelisolujen vaeltavat haavan parantumisen aikana, OCLN on monimutkainen INADL (r = 0,69) liikkuu solu-solu-liittymissä, että etureuna vaeltavien solujen [15]. Sisältyy myös tiiviin liitoksen rakenteen MARVELD3 (r = 0,95), joka on tetraspanning transmembraaniproteiini [8] ja MARVELD2 /tricellulin (r = 0,77), joka on paikallinen 3-solun risteyksen epiteeliyksiker- [10], [14 ]. Huomaa, että MARVELD3, kuten CLDN7, osoitti lähes täydellinen ottelu NEC kuvio (kuva 2). Tiiviin liitoksen rakenteita ovat jäseniä TJP /zona occludens perheen, joista vain TJP3 /ZO-3 (r = 0,87) korreloi voimakkaasti NEC geeniekspressiomalli (kuvio 4).

TJP proteiinit viittaavat tiiviiden liitosten kanssa aivokuoren aktiinitukiranka ja vaaditaan sen rakenteellisen eheyden [16] – [18]. Mahdollisesti mukana on CGN /cingulin (r = 0,80), jotka voivat sitoutua sekä TJP1-3 ja actomyosin [19], [20] (kuvio 14). TJP osallistuminen voi vaihdella eri solutyyppejä. Löydämme TJP3 näkyvimmin korreloi ilmentymisen muiden NEC geenejä. Vuonna CCLE koolonsyöpäsolulinjoissa kuitenkin TJP2 korreloi samassa ryppäässä NEC geenien (kuvio 6), ja TJP1 ilmestyi NEC-korreloi geenin klusteri CCLE munasarjasyövän solulinjoissa. Näin ollen, vaikka TJP3 selektiivisesti ilmaistaan ​​epiteelin kaltainen syöpäsolulinjoilla, TJP1 ja 2, jotka ovat tunnettuja myös osallistua tiiviin liitoksen rakenteisiin, voi olla yleisempi toimintoja useimmissa näistä solulinjoista.

suoraan liittyvät tiukka risteykset ovat CRB3 /Crum3 (r = 0,81) ja INADL /Patj (r = 0,69) (kuvio 14), jotka sitoutuvat toisiinsa ja ovat osa monimutkaista, joka ylläpitää apikaalisella /basolateraaliseen napaisuus epiteelisolujen [21], [22]. Tämä kompleksi on alassäädetty upon epiteelin-mesenkymaalitransitioon [23]. CRB3 sitoo myös LLGL2 (r = 0,80), joka osallistuu monimutkainen, joka ylläpitää apikaalisella /basolateraalisessa polariteetti. LLGL2 onnistui kääntämään epiteeliosaan-mesenkymaalitransitioon [24].

Tight risteykset vaikuttaa myös trans-kalvo glykoproteiineja EPCAM /TACSTD1 /TROP1 (r = 0,84) ja TACSTD2 /TROP2 (r = 0,64) , jotka molemmat sitoutuvat CLDN7 (kuvio 14). Koska EPCAM, CLDN7 proteiini (mutta ei sen mRNA) on tyhjentynyt ja barrieerifunktiota tiiviiden liitosten on alentunut [25]. Toisin EPCAM, joka ilmentyy eri epiteeli, TACSTD2 ilmaistaan ​​kerrostunut epiteeli, mutta ei paksusuolen tai muita yksinkertaisia ​​epiteelissä [26].

EPCAM sitoo CLDN7 tiiviisti ja estää sen hajoamisen, mutta ei paikantua tiukka liittymissä. Sen sijaan se paikantuu at sivusuunnassa solu-solu liittymissä, jossa se sitoo CLDN7 alueilla erillään tiukka liittymissä [27]. Vaikka lokalisoitu samalla tavalla vyöliitos, EPCAM ei sitoudu CDH1 /E-kadheriinin. Nämä toimet EPCAM heikentää tiiviiden liitosten ja edistää etäpesäkkeiden [25], [27]. Tämä epätavallinen seikka NEC-korreloivat liittyvän geenin häiriön epiteelisolujen-soluliitos rakenteita ehdottaa mahdollista poikkeavuutta epiteelisyöpäsolujen solulinjoilla viljelmässä, joka kuitenkin vielä testaamatta normaaleissa epiteelisoluissa. Yksi mahdollisuus on, että EPCAM liittyy epiteelisolujen proliferaatiota haavan parantumisen aikana, ja että epiteelin syövän solulinjoilla viljelmässä lisääntyä haavan paranemisessa, mikä selittää erittäin NEC-korreloi EPCAM ilmentymistä. Tämän mukaisesti mahdollisuus, EPCAM indusoi transkriptio sykliini D1; puuttuessa EPCAM, sykliini D1, fosforyloitu-Rb ja solusyklin etenemisen tukahdutetaan [28].

erittäin NEC-korreloi geenin LNX1 /PDZRN2 /MPDZ (r = 0,78), koodaa PDZ verkkotunnus- joka sisältää E3 ubikitiinipromoottori ligaasilla, joka kohdistuu CLDN3, samoin kuin seriini /treoniini-kinaasi PBK ja muut proteiinit [29]. LNX1 välittämä ubikinaation ja hajoaminen PBK estivät solujen lisääntymisen ja parannettu solun herkkyyttä doksorubisiinille [29]. LNX1 voi olla rooli tiiviin liitoksen organisaation tai liikevaihdon kautta yhdessä CLDN1, CLDN3 ja TJP1 [30], [31]. Tapa, jolla toimia LNX1 ovat toiminnallisesti integroitu kuitenkin vielä selvittämättä.

vuorovaikutuksiin vyöliitos

liittyvät läheisesti tiiviiden liitosten ovat vyöliitos, joista CDH1 /E-kadheriinin ( r = 0,77) on tärkeä rakenneosa. Lisäkomponentteja vyöliitos ovat CAMSAP3 (r = 0,76) ja PLEKHA7 (r = 0,52), jotka sitoutuvat toisiinsa monimutkainen, joka voisi tuoda yhteen useita komponentteja: CAMSAP3 sitoo miinus päät mikrotubulusten, ja PLEKHA7 sitoo CTNND1 /p120- kateniinin (r = 0,48), joka puolestaan ​​sitoo CDH1 /E-kadheriinin [20], [32], [33] (kuva 14). Kompleksi muodostama olevat sidonnat linkkejä vyöliitos mikrotubuluksiin. PLEKHA7 sitoo myös CGNL1 /paracingulin, joka sitoo CGN (mahdollisesti välillisesti) [20], siten mahdollisesti yhdistää välillä vyöliitos ja tiukka liittymissä. Tällainen liittäminen kuitenkaan ei olisi tehokas NEC solulinjoissa, koska nämä muovi-kasvaneet solut eivät ilmaista CGNL1. Vyöliitos puretaan kun CDH1 /E-kadheriinin otetaan endosomeihin, toiminnon, jota edistetään ARF6 ja estävät ADAP1 /CENTA1 (r = 0,82). Siten ADAP1, jonka ilmentyminen on erittäin NEC-korreloi, ylläpitää vyöliitos ja säilyttää epiteelin luonne [34], [35] (kuva 14).

vuorovaikutuksiin desmosomeja

desmosomeja antaa vahva solu- soluadheesio yhdessä vyöliitos epiteelisoluissa ja antaa sidos tukirankansa, erityisesti keratiini väli säikeitä. Vuorovaikutuksia desmosomiproteiinien on esitetty kuviossa 14. Desmocollins, kuten DSc2 (r = 0,60), ja desmogleiineiksi, kuten DSG3 (r = 0,38), ovat desmosomien kadheriineja, jotka muodostavat kalsiumista riippuvan solu-solu-liittymien kaltaisia n vyöliitos on CDH1 /E-kadheriinin.