Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

Alle 5% eloonjääneitä haiman (PDAC) on lähes tasaisesti tappava. Jotta merkittävä vaikutus potilaiden selviytymiseen tällä maligniteetti on tarpeen diagnosoida taudin varhaisessa vaiheessa, kun parantava leikkaus on vielä mahdollista. Yksityiskohtaista tietoa luonnon historiasta taudin ja molekyylitason johtavia tapahtumia sen etenemistä on siksi ratkaisevan tärkeää.

menetelmät ja havainnot

Olemme analysoineet esiasteleesioita, PanINs, mistä profylaktinen pancreatectomy yksilöitä potilaiden neljästä eri sukujen korkea riski familiaalinen haimasyövän, jolloin potilaita hoidettiin histologisesti todistettu Panin-2/3. Siten aine hankittiin

ennen

haimasyöpä on kehittynyt, eikä niinkään PanINs kudoksessa kenttä, joka sisältää jo syöpä. Genominlaajuisten transkription profilointiin käyttäen sellaisia ​​ainutlaatuisia yksilöitä tehtiin. Bulk jääleikkeet näyttämällä laajin muttei mikropaloitelluista Panin-2/3 vaurioita käytettiin saamiseksi kokonaisvaltaista näkemystä sekä esiasteleesioita ja niiden mikroympäristön. Paneeli 76 yleisesti väärin säädellystä geenien taustalla neoplastiset etenemistä normaalista haiman PanINs ja PDAC tunnistettiin. Lisäksi jaetun geenien joitakin eroja PanINs yksittäisten perheiden välillä sekä PanINs ja PDACs nähtiin. Tämä oli erityisen voimakasta strooman ja immuunivastetta.

Johtopäätökset

Kattava analyysi esiasteleesioita ilman invasiivisia komponentti tarjoaa lopullinen molekyyli todiste siitä, että Panin vauriot siittää syövän molekyylitasolla kannalta. Osoitamme, että tarvitaan kertymistä transcriptomic muutosten etenemisen aikana Panin sen PDAC sekä epiteelin ja ympäröivän strooman. Tunnistettu 76-geeni allekirjoitus PDAC etenemisen esittelee rikas ehdokas allas kehittämiseen varhaisdiagnostiikan ja /tai valvonta markkereita sekä mahdollisia uusia ennaltaehkäiseviä /terapeuttiset tavoitteet sekä familiaalinen ja satunnaista haiman adenokarsinooma.

Citation: Crnogorac-Jurčević T, Chelala C, Barry S, Harada T, Bhakta V, Lattimore S, et ai. (2013) Molecular analyysi esiasteleesioita in Familial Haimasyöpä. PLoS ONE 8 (1): e54830. doi: 10,1371 /journal.pone.0054830

Editor: Hana Algul, Technische Universität München, Saksa

vastaanotettu: 15 maaliskuu 2012; Hyväksytty: 17 joulukuu 2012; Julkaistu: 23 tammikuu 2013

Copyright: © 2013 Crnogorac-Jurčević 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 työ tukivat CRUK (https://www.cancerresearchuk.org/). TCJ rahoittaa Korkeakoulujen rahoitus neuvosto Englanti (HEFCE); https://www.hefce.ac.uk/. 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

Haimasyöpä on neljänneksi suurin syy syövän kuolemaan Yhdysvalloissa ja sen taajuus on noussut viime vuosina [1]. Puutteen vuoksi kliinisesti ilmeinen oireita enemmistö potilailla esiintyy laajalle levinneenä tautina ja ovat suurelta osin parantumaton. Abysmally alhainen eloonjäämisaste voitaisiin suuresti parantaa tehokkaita menetelmiä varhaisen havaitsemisen, kun syöpä on edelleen kirurgisesti parannettavissa, joiden ”mahdollisuuksien ikkuna” varten diagnosoida ajoissa (esim edeltävän etäpesäkkeitä syöpä) ollessa, mukaan tuoreessa raportti, yli kymmenen vuoden ajan [2]. Tällaiset diagnostiset menetelmät lähes varmasti sisältävät molekyylitason analyysi, mutta hyvin harvat suuren mittakaavan tutkimuksia tutkimaan prosessin varhaista kehitystä haimasyövän on toteutettu.

Laajalti hyväksytty paradigma on, että PDAC kehittyy sarjan edeltäjä vaurioita kutsutaan PanINs (haiman intraepiteliaalisten neoplasia). Asteen perusteella solu- ja ydinvoiman atypia Nämä vauriot edetä Panin-1, tunnettu hyperplastisessa sarakemuotoon ductal epithelia ilman ydin- atypia kautta Panin-2, joka näyttää matala-asteista dysplasiaa, että Panin-3 (karsinooma

in situ

), joka osoittaa dysplasiaan [3]. Lineaarisuus Tämän etenemistä on edelleen epäselvä, vaikka perusteella useita raportteja, jotka osoittavat usein Panin-1 vaurioita muuten terveillä ihmisillä ja ottaen huomioon alhainen esiintyvyys PDAC liittyy Panin-1, nämä varhaisessa vaiheessa vauriot ovat todennäköisesti veltto luonteeltaan . Sen sijaan perustuu käytettävissä molekyylien tietojen Panin-2 ja -3 vauriot ovat erittäin todennäköisesti totta PDAC esiasteita [4], [5].

Merkittävä este tarkkaa tutkimusta PDAC evoluutio on saamiseksi kliinistä materiaalia Panin vaurioita, mikä on erityisen työlästä, sillä potilaat ovat pääosin oireettomia ja nämä ductal muutokset ovat tyypillisesti keskeiselle. Itse asiassa, Panin-2 ja -3 vauriot ovat yleensä satunnaisia ​​havaintoja patologinen osissa näytteet Frank pahanlaatuisen ja usein ole kirjattu rutiinia histopatologisissa.

Tässä tutkimuksessa jotta rekonstruoida luonnollista historiaa taudin analysoimme tuore haiman kudos, joka oli dysplastic Panin-2 ja polttoväli Panin-3 leesiot pisimmällä histologisia poikkeavuuksia haima, ilman mukana syöpä. Tämä on kriittinen, koska käyttö dysplastisia vaurioiden välillä adenokarsinooma tapauksissa saattaisi sisällyttämistä näkökenttäpuutoksia ja kanava cancerisation jotka ovat poissa yksilöiden jotka ovat edelleen syöpää ilmaiseksi. Tällaista materiaalia ei olisi satunnaisesti käytettävissä; se on saatu korkean riskin potilailla, jotka perivät haimasyövän ja osallistuvat syövän valvontaohjelman kehitetty yliopistossa Washington [6], [7].

Tutkimus perheitä, joissa syövän periytyy autosomaalinen dominantti muoti on tarjonnut huomattavia käsityksen molekyylitason sairauden; perinnöllinen haimasyöpä olla jopa 10% kaikista haimasyövistä [8], [9]. Olemme analysoineet neljä familiaalinen haimasyöpä (FPC) ikäluokat, Family X [10] ja kolme ylimääräistä sukutauluja (tässä kutsutaan ei-X perheet) ja vastakkain niitä normaali haima ja satunnaista haimasyöpä. Perhe X on harvinainen, erittäin penetrant, autosomaalinen hallitseva muoto FPC joka on ominaista ituradan mutaatio palladinin geeni, alkion proteiini, joka säätelee solun liikkuvuus ja invaasiota [11]. Ei-X FPC perheet olivat heterogeeninen populaatio tuntemattomalla ituradan mutaatiostatuksesta riippumatta; mutaatioita havaittiin CDKN2A (tuloksia ei ole esitetty), ja lisätestejä BRCA2, palb2 ja ATM ei suoritettu, koska yleinen esiintyvyys on alhainen näiden geenimutaatioita FPC ja riittämätön määrä ainetta.

transcriptomic , ja proteomiikka [12] profilointi kehittyneen ihmisen PanINs tällaisesta perheiden on kriittinen paljastaen molekyylitason muutosten taustalla etenemistä kohti PDAC ja voisi tarjota puitteet suunnitteluun romaani valvontaa, ennaltaehkäisevää ja hoitomuotoja.

tulokset

sukutauluista neljä eri FPC perheissä, joissa on vähintään kaksi asianosaisille esitetään kuviossa 1. Kolme pienempää suvut (A, B ja C) on lisäksi PDAC myös muita kiinteitä pahanlaatuisia kasvaimia, kun taas perhe X (X) , jolle on ominaista alkava sairaus ja usein edeltää hormonitoimintaa (Diabetes mellitus) ja exocrine vajaatoiminta [10], [13] vaikuttavat vasta PDAC. Potilaat, joista näytteet otettiin on ympyröity kuviossa 1; potilaiden kliininen tieto on yhteenveto taulukossa 1.

(A-C) ei-X perheiden ja (X) Perhe X.

Kuva 2 osoittaa, että familiaalinen PanINs muistuttivat satunnaista PanINs; kuitenkin, kun taas alueet vierekkäisten, normaali-näkymästä haima (merkitty *) havaittiin ei-X yksilöitä, lausutaan laajaa acinar surkastumista, fibroosi ja multicystic ulkonäkö oli nähnyt vain Family X.

Päälliseinämä osoittaa histologia kolmesta jäsenestä ei-X-perheiden (A1, B1 ja C2). Kuvat huipulla näyttää Panin-1 ja -2 vauriot (suurennus x 100); ja kuvien alareunassa näyttää Panin-3 vaurioita perheen B ja C; suurennus x 200). Alempi paneeli esittää histologiaa kolmesta eri jäsenten Family X: X1, X5 ja X6 yläosassa osoittaa brutto ulkonäkö (suurennos x 20); Kuvien alaosassa näyttää Panin-1 X1 näytteestä (suurennus x 100); ja Panin-3 vaurioita päässä X5 ja X6 (suurennos x 200). * Tarkoittaa vierekkäisten histologisesti normaalissa esiintyvät kudoksessa.

Koko transcriptome analyysi

Geenien ilmentyminen 13 Panin näytteiden verrattiin profilointitiedot kokonaisten koepaloja normaalista luovuttajan haiman (N1 4, kaksi monistaa näytteet) ja satunnaista PDAC (PDAC1 6). Valvomatta hierarkkinen klusterointi osoitti selvän eron näytteiden neljään eri klustereihin; non-X ja perhe X PanINs tuli kaksi erillisiin ryhmiin, edellisen ollessa lähempänä normaalia näytteitä, kun taas PDACs muodostivat yhden kaukainen klusterin (kuva S1).

Yleisimmin up geenien kaikissa PanINs verrattuna normaaliin näytteet olivat AGR2, S100P, TFF1, LDLR ja EMP1 ja alassäädetty olivat OLFM4, REG3G, REGL1, ja ASNS. Kun Panin näytteitä verrattiin PDACs yleisimmin säädelty geenien syövät olivat POSTN, COL1A2, SULF1, FN1, IGHM, VCAN ja Xist, ja nämä alassäädetty olivat PGC ja PPY.

Venn-kaavio kuviossa 3A on esitetty kokonaismäärä geenin muutoksia kaikissa kolmessa vertailuja (ei-X, X ja PDAC) verrattuna normaalin haiman ja osoittaa yleisesti pienempi määrä differentiaalisesti ilmentyvien geenien välinen ei-X vs normaali haima verrattuna Family X vs normaali kudos. Vaikka tämä johtuu osittain läsnäolon jäljellä normaali-näkymästä kudoksissa, joka oli runsaampaa kuin X näytteitä, koska osuus jaetun vapautettiin geenien perhe X ja satunnaista PDACs (900/2292, 39%) oli suurempi kuin muilla -X perheet (125/443, 28%), tämä saattaa myös perustana korkeampi aggressiivisuus perhe-X PanINs, ilmenee niiden aiempien kliinisten esitys. Tämä näkyi myös käyttämällä IPA moniulotteisessa vertailu analyysi: merkittävin ”Molecular and cellular toimintoja”, jotka muodostavat enemmistön syövän tunnusmerkkejä [14] (kuvio 4A) ovat kaikki vaikuttavat entistä aikana neoplastisten etenemisen päässä Panin-2/3 olevan PDAC ja ovat jatkuvasti suurempi Family X kuin ei-X perheitä. Huomattavaa on, että kaavioiden merkityksen moduulien sijaan määrä vaikuttaa geenien tai suuntaa niiden muutoksista.

(A) Venn-kaavio näyttää numerot yhteisten ja ainutlaatuisia koettimien PDAC etenemisen; (B) Heatmap 93 yleisesti väärin säädellystä antureista (76 geenien) näkyy oikealla. Jokainen sarake edustaa eräänlainen vertailun ja kukin rivi edustaa geenikoettimena. Taso ylä- ja alassäätöä edustaa intensiteetti punaisen ja vihreän värin, vastaavasti.

(a) merkittävät toiminnalliset moduulit yleisesti muuttunut siirryttäessä normaalista haiman Panin ja PDAC näytetään. (B) Erot vaikuttaa eniten kanoninen polkuja välillä PanINs ja PDAC näytteet esitellään. Vaakasuorat viivat yhdensuuntaisia ​​x-akselin molemmissa kuvissa osoittavat P = 0,05 kynnyksen.

Lisäksi jaetun ominaisuuksia, erot ei-X ja X PanINs ja PDAC yksilöt nähtiin, etenkin ”seitsemäs tunnusmerkki syöpä”, immuunijärjestelmän toiminnot [15], [16]. Eniten vaikutti kanoninen reittejä on esitetty kuvassa 4B. Korkein sijoitus ”Antigeeni esittäminen” on pääasiallisesti vaikuttanut ei-X perheitä, joissa lasku keskeiset osat antigeenin esittelevien koneet (CD74, HLA-A /B, HLA-DMA, HLA-DRA /B1, HLA-DQA1 /B1, HLA-DPA1 /B1). Sen sijaan, antigeenin esittely Family X näyttivät lähempänä normaalia haima, kun taas PDAC leimasi säätely ylöspäin HLA-B, HLA-DPA1, HLA-DQA1, HLA-DRB4, TAP2 sekä geenien siirtolaisuuden antigeeniä esittelevien solujen eli DMBT1 ja CD29, jotka eivät ole muuttuneet familiaalinen PanINs. Dendriittisolujen muuttoliike ja makrofagien myös säädellä vähentävästi kuin X perheiden (väheneminen CXCL12, CXCR4, VCAM-1 ja ICAM2 ilme).

humoraalisen immuunivasteen myös vaikuttanut merkittävästi kuin X perheitä, alempi ilmentyminen RGS1 (B-solujen kehitystä, aktivoitumista ja lisääntymistä [17]), ja täydentää järjestelmän, eli C3, C1QA /B /C, C4B, CFB ja SERPING1 (kuvio 4B). Sen sijaan EBF1, IL7R ja PRDM1 /BLIMP1 oli säädelty vain Family X, kun taas säätely ylöspäin POU2AF1 ja BCL6 (B-solujen kasvua, kypsymistä ja muodostumista Itukeskusten) [18]) nähtiin molemmissa Panin-X ja PDAC näytteitä. Vuonna PDAC vain, C3, C1S, ja CD55 oli säädelty, ja PDAC leimasi voimakas pro-tulehdusvastetta (up-regulation of TGFB1, TGFBR1, Stat2, STAT6, SPP1, LIF). Kuten BCL6 äskettäin osoitettu olevan yksi 12 strooman geenejä voidaan erottaa preinvasive invasiivisen taudin ruokatorven karsinooma perustuu profilointiin mikropaloitelluista strooman ainoa [19], olemme valinneet tämän geenin validoitavaksi haiman kudoksissa. Osoitamme, että tehostetun BCL6 transkriptin ( 2-kertainen) nähdään Panin-X ja PDAC, on myötävaikuttanut voimakkaan ydinteollisuuden immunoreaktiivisuuden strooman tulehdussolujen (kuvio 5A). 24 PANIN vaurioita TMA1, 16 (67%), joka näkyy tulehduskeräytymää, joista yhdeksän (56%) (2/2 PANIN-1, 4/7 PANIN-2 ja 3/7 PANIN-3), joka koostuu BCL6 positiiviset solut. 15 PDAC tapauksissa 13 (87%) muodostui tulehduskeräytymää; 11 näistä (85%), joista neljä syöpiä PanINs, osoitti BCL6 immunoreaktiivisuutta.

(A) edustavat kuvat BCL6 positiivisten solujen (ruskeat värjäys) stroomassa läheisyydessä PANIN vaurioiden on esitetty kaksi ylintä paneelit (molemmat suurennettu x 100); kaksi pohja kuvat osoittavat tulehduskeräytymää kanssa BCL6 immunoreaktiivisten solujen kahdessa PDAC tapauksessa (suurennos x 100 ja x 50, tässä järjestyksessä). (B) HMGB1 ydin- lauseke (ruskea värjäytyminen) havaittiin kaikissa haiman osastoissa, kuten strooman immuuni soluttautua: top paneelit osoittavat Panin-1 (vasemmalla) ja -2 (oikea) (suurennos x 50, työnnä ja toinen paneeli x100); pohja paneelit esittävät Panin-3 (vasemmalla) ja PDAC (oikea) (suurennus x 100 ja x 50, vastaavasti).

prototyyppi vahinkoja liittyvä molekyyli kuvio (DAMP) on HMGB1 /2 signalointi oli myös ilmeistä, pääasiassa Panin-X ja PDAC (kuva 4B); tämän reitin signaaleja RAGE [20]. Vahvistaa lokalisoinnin ja ilmaus HMGB1, IHC-analyysi suoritettiin (kuvio 5B). Ydin- immunoreaktiivisuus nähtiin sekä exocrine ja endokriiniset solut, samoin kuin immuunijärjestelmän strooman komponentti. HMGB1 ilmentyminen havaittiin 67% (16/24) ja PanINs (3/4 Panin-1, 5/10 Panin-2 ja 8/10 Panin-3) TMA1 kaikissa PanINs tavataan 15 PDAC tapauksissa ja 13 /15 (87%) PDAC vaurioiden (kaksi PDAC tapausta ilman /heikko ilmentyminen oli huonosti eriytetty). Huomattavaa on, että HMGB1 ilmaisu on jo liittyy erilaisia ​​syöpäsairauksia (katsausta varten katso [21]). Vuonna PDAC seerumin HMGB1 äskettäin raportoitu korreloivan vaiheessa resectability ja varhainen vs myöhään PDAC [22].

Kostea superperheen sisältää myös S100 geenejä, joista monia säädellään ylöspäin Panin-X: S100A4 , S100A6, S100A7A, S100A10, S100A13 ja S100A16. Vapauttaminen S100A2 ja S100A11 oli lisäksi nähtävissä PDAC, kun S100P oli yleisesti säädelty kaikissa Panin vaurioita (X ja ei-X) ja PDACs edelleen todisteet tärkeyttä S100 geenien kehittymistä ja etenemistä FPC nähty satunnaista tapauksia [23], [24]. Edelleen kanoninen väyliä, joiden merkitys kasvanut syövän etenemiseen oli solun tukirangan ja liikkuvuus /hyökkäys ( ”Aktiinisytoskeletonin signalointi”, ”asetus aktiini-pohjainen motiliteettia Rho” ja ”Efriini signalointi”) (taulukko S1); tarttuvuus (integriini signalointi ”,” ILK signalointi ”ja” FAK signalointi ”) (taulukko S2); ja strooman vastaus, korkeammat ilme ja useita ECM geenejä nähdään PanINs edetä PDAC (kuva 4B). Suuri osa näistä ryhmittyneet sisällä ”Maksan fibroosia ja stellate solujen aktivaation (taulukko S3) ja voivat mahdollisesti edustaa aktivointia haiman tähtisolut, joita on raportoitu olevan hyvin samankaltaisia ​​profiileja maksan tähtisolut [25]. Edelleen lisäksi COL1A1, COL1A2 ja COL3A1, muut kollageenien (COL4-6A2 ja COL12A1), ja ECM geenit (BGN, VCAN, DCN, SPARC, SPON1 ja THBS1) olivat säädellään ylöspäin Panin-X vaurioita ja PDACs; in PDACs, strooman osallistuminen on tunnusomaista vielä suurempi monimuotoisuus kollageenien (COL10A1, COL11A1, COL14-16A1 ja COL18A1 annettiin lisäksi nähdään), ja jopa suurempi ekspressio kuin PANIN-X vauriot ECM edellä mainittujen geenien. Tärkeää on, COL11A1 äskettäin osoitettu olevan spesifinen merkki haiman tähtisolut [26], mikä osoittaa, että niiden kertyminen on erityisen korostunut PDAC. Merkittävä kertyminen matriksimetallo- proteinaasi ja kysteiiniproteinaasien nähtiin jo Panin-X vaurioita ,, kohonneeseen MMP-1, MMP2 ja MMP19, ja CTSC, CTSE ja CTSK, vastaavasti. Muita proteaaseja (MMP7, MMP-9, MMP11, MMP14, MMP28 ja CTSA ja CTSB) vapautui vain PDAC yksilöitä.

Family X näytteet poikkesivat sekä ei-X PanINs ja PDACs avautumisessa useiden geenien mukana insuliini signalointi ja diabetes (INSR, insuliinireseptorisubstraatti 1 ja 2, IGF1, IGFBP2-BP7, CaSR, ADIPOQ ja NR5A2); Tämä on esitetty kuvassa S2 ja S3, jossa mukana keskustelussa).

vertailu familiaalinen PanINs tietoihin satunnaista PDACs

Useat vertailut meidän tietoja aiemmin julkaistu raportteja saavutettiin käyttämällä Haiman Expression tietokantaa (https://www.pancreasexpression.org/). Kun dataa ei-X ja X PanINs verrattiin julkaistuihin profiileja mikropaloitelluista PanINs alkaen satunnaista PDACs [5], [27], 44 ja 185 vapautuneilla geenit jaettiin vastaavasti (taulukko S4). Kolme yleisesti vapautettu geenit kelpoistettiin onnistuneesti QRT-PCR: AGR2, S100P ja EGR1. Lisäksi, korkeampi ilmentyminen FOS Family X PanINs ja suurin osa PDACs varmistettiin myös (kuvio 6).

QRT-PCR-analyysi vahvisti ero ilmaisu AGR2, S100P, FOS ja EGR1 primaarisissa PANIN leesioita: PanA1, B1-3 ja C1,2 edustaa ei-X perheitä, kun taas PanX1 ja 3 kuuluvat perheen X näytteitä; PDAC1-7 edustavat seitsemää eri PDAC yksilöitä.

Kun ei-X ja X Panin tietoja verrattiin leikeltiin ja irtotavarana satunnaista PDAC profiileja (viitteet on lueteltu Haiman Expression tietokanta), noin 5% ja 25 % päällekkäisyys nähtiin, tässä järjestyksessä. Tämä on vähemmän kuin havaittiin meidän PANIN vs PDAC verrattuna, ja se on suurelta osin johtuu eri alustoilla ja kokeellisia tekniikoita käytetään.

Lisäksi, ei-X ja X PANIN transcriptomes verrattiin myös PANIN-3 proteomin [ ,,,0],12], 46/900 (5%) ja 132/900 (15%), proteiineja vastasivat RNA-transkriptien, vastaavasti; Näiden tietojen itsenäisesti vahvistaa havaintomme proteiinitasolla (taulukko S5a ja B).

Yhteinen Panin-PDAC etenemisen geeni allekirjoitus

heatmap kuviossa 3B ja taulukko S6 näyttää 93 antureista edustavat 76 yleisesti ilmentyvät eri selostukset kaikissa vertailuissa (X vs normaali, ei-X vs Normaali, PDAC vs normaali).

yli 10 erilaista entsyymit olivat yleisesti alassäädetty myös itse mukana synteesiin ja hajoamista amino hapot (ASNS, BCAT1, EPR, SARS, YARS, PSAT1); Lisäksi sääntelyn purkaminen useita liuenneen aineen harjoittajien viittaa heikentynyt aminohappovälityssysteemin (SLC1A2, SLC1A4, SLC25A22). Expression muutoksia SLC20A1, natrium-riippuvaisen fosfaatin symporter, ja KCTD14 (kaliumkanavan tetramerisation domain sisältävää-14) ehdottaa alentunut ioninkuljetuksen samoin.

yleensä ilmaistaan ​​strooman geeneistä sisältyvät COL1A1, THBS1, FMOD ja SERPINE1 poikki kaikki Panin vaurioita ja PDAC. COL1A1, merkittävä osa haiman desmoplasia edistää invaasio ja etäpesäkkeiden PDAC [28]. Lisääntynyt ilmentyminen THBS1 on ennustetyövälineenä ennustaja lisääntynyt invasiivisuus vuonna PDAC [29] ja korreloi etenemisen metaplasiaa-dysplasia ja syövän ruokatorvi [19]. Lisäksi THBS1 lisää myös ilmaus SERPINE1 [30], joka on vaatimattomasti säädellään ylöspäin sekä ei-X ja X PanINs ja vahvasti säädellään ylöspäin PDAC. Näin ollen, vaikka nämä strooman geenejä on aiemmin liittynyt PDAC, osoitamme, että ne ovat jo yli-ilmentynyt Panin vaurioita ennen syövän muodostumisen.

Yksi keskeisistä sääntelyviranomaiset NFKB koulutusjakson, NFKBIZ, nähdään vapautettiin kaikissa PanINs. Sen ylössäätöä saattavat osaltaan lisätä tulehdusta haima, joka suosii syövän etenemistä [31]. Expression of interleukiini-reseptorin, IL22RA1, aleni PanINs ja PDACs, mutta koska tämä geeni ilmentyy pääasiassa saarekesolujen [32], saarekesolujen menetykseen mahdollisesti selittää tällaisen tuloksen. CXCL12 oli myös yleisesti vaikuttaa; se on rooli syövän leviämistä /metastaasien kautta vuorovaikutusta sen reseptorin CXCR4. Sekä CXCL12 ja CXCR4 olivat alassäädetty ei-X PanINs, kun taas vain CXCL12 säätyy alas vuonna Panin X vaurioita, ja CXCR4 tasot ovat normaalit. Sen sijaan, PDACs osoitti kohonneita CXCR4; tämä on vakiintunut piirre monissa syöpätyyppien [33] ja on ennustaja huono hengissä PDAC [34].

Useat transkriptiotekijöitä löydettiin myös säädellään ylöspäin sekä PanINs ja PDACs: KLF3, KLF6 ja EGR1.

Lopuksi REG3G ja REGL, merkkiaineita haiman vahinko [35] olivat johdonmukaisesti alle ilmaistu sekä PanINs ja PDACs, ja ilmoittaa menetys asinussoluista aikana PDAC kehitystä.

In silico

verrattuna meidän 76 yleisesti ilmentyvät eri Panin /PDAC selostukset kanssa satunnaista ja perinnölliset Panin-3 proteomiikkaan data ([12], ja julkaisemattomat tiedot) korosti ilmaus yhdeksän 76 geenien myös tällä proteiini taso: ACTA2, AGR2, AHCY, COL1A1, COPB2, HSPA5, HSPA8, S100P ja TFF1, jolla taataan riippumaton validointi meidän profiloinnin tietoja. Vaikka olemme aiemmin osoittaneet, että AGR2 on ilmaistu sekä satunnaista ja familiaalinen PanINs [36], olemme tässä lisäksi validoitu TFF1 IHC käyttäen osia, jotka ovat peräisin Family X kudoksista (kuvio 7). Tämä osoitti lähes yleismaailmallinen ilmaus TFF1 että familiaalinen esiasteleesioita (5/10 Panin-1, 9/9 Panin-2 ja 4/4 Panin-3), kuten aiemmin satunnaisia ​​tapauksia [37].

Panel (A) esittää Panin-1 ilman TFF1 immunoreaktiivisuus, (B) ja (C) Panin-2 ja (D) Panin-3 vaurio keskustassa vahvojen TFF1 ilme (kaikki suurennettu x100).

keskustelu

Vaikka varhainen kuvaus PDAC esiasteleesioita juontaa juurensa 1950 [38], ja olettamusta, että epätyypillinen liikakasvun ja syövän

in situ

ovat esiasteita PDACs on yli 30 vuotias [39], konsensus Panin nimikkeistön perustettiin suhteellisen äskettäin [3].

huolimatta useista yksityiskohtaista histologisia ja kliinisiä tutkimuksia [40], ja raportin yleistyminen Panin vaurioita sekä satunnaisesti [41 ] ja familiaalinen PDAC potilaille [42], tietomme taustalla molekyylitason tapahtumia näissä esiasteleesioita on edelleen rajallista. Tämä on suurelta osin hankala Panin yksilöitä.

Täällä olemme analysoineet Panin-2/3 vaurioiden päässä pancreatectomy näytteitä välittömästi näytteenoton FPC

ilman

läsnäoloa invasiivisen karsinooman, joka on kriittinen koska se on usein vaikea erottaa oikean Panin-3 vaurioita ja cancerisation kaapelikanavien hyvin erilaistunut kohdunkaulan syöpä näytteessä, joka sisältää molempia. Vain kaksi samanlaista pienen mittakaavan tutkimuksia on raportoitu PANIN leesioita havaittiin ilman syövän: Zhang et al [43] analysoitiin KRAS mutaatioiden ja proteiinin p53, p16 ja sykliini D1 PanINs tuumorin vapaan heterotooppisen haima PDAC potilaiden ja Baumgart et ai [44] analysoitiin PANIN näytettä potilaalta, jolla on krooninen haimatulehdus, joka oli PANIN-3 leesioita; molemmat tutkimukset antavat suoraa näyttöä varten Panin-PDAC etenemisen malli. Kattava molekyylitason analyysit esitetään tässä ei ainoastaan ​​lopullisesti tueksi etenemisen malli, mutta myös meille mahdollisuuden tutkia taustalla molekyyli polkuja ja arvioimaan yhtäläisyyksistä Satunnaista ja perinnöllistä esiasteleesioita on genomin laajuisesti.

Vaikka samanlainen esiintyvyys ”allekirjoitus” mutaatiot satunnaista ja perinnöllistä PDAC yksilöitä on aiemmin kuvattu [45], ja mutaatio analyysit Family X sopeutui näiden tietojen [6], me osoittavat nyt, että sen transcriptome tasolla, Panin vaurioista meidän familiaalinen tapaukset ovat kokeneet samanlaisia ​​muutoksia kuin nähdään satunnaista syöpä. Perustuen vertailuun tietojen näkijä (Surveillance Epidemiology ja Lopputulokset) tietokantaan ja tiedot familiaalinen PanINs alkaen Brune et al [46] Schwartz ja Henson [47] ehdottanut, että familiaalinen PDACs voivat olla samanlaisia ​​tai päällekkäisiä reittejä kuin satunnaisia ​​tapauksia. Nyt tarjota molekyyli todisteita siitä, että tämä on todellakin kyse.

Kaksi transcriptome tutkimuksia satunnaista PanINs asettamisessa haimasyövän on raportoitu; Prasad et ai [27] verrattuna mikropaloitelluista Panin-1B /2 vaurioita normaali kanavat; Buchholz et ai [5] käytetään mikropaloitelluista materiaali verrata PanINs kaikkien laadut normaaliksi kanaviin ja PDACs, osoittaa tasainen kasvu määrän ero selostukset kehittyneitä dysplasia. Näissä tutkimuksissa käytetty mittatilaustyönä cDNA ja oligo-pohjainen paneelit, lla, monistettiin fluorolabelled materiaalin satunnaista PDACs; käytimme paljon suurempi kattavuus Affymetrix paneelit kanssa unamplified materiaalia rikastettu ensisijainen Panin-2/3 vaurioita, joka tapahtui ilman syövän. Päällekkäisyys välinen geenien kolmessa tutkimuksessa oli noin 4% ei-X PanINs ja 18% Family X PanINs. Ottaen huomioon rajoitetun kongruenssi raportoitu välillä profilointi tutkimuksissa [48] sekä Kolmea aineistoja, tämä on itse asiassa melkoisesti päällekkäisyyttä. Löytö yhteisten geenien kautta niin erilaisia ​​tutkimuksia osoittaa, että nämä ovat vankkoja geenit tasaisesti vapautettu aikana Panin etenemisen.

Perustuu määrästä transkription muutosten PanINs peräisin Family X ja ei-X perheitä, joissa noin 40% jaetun ero selostukset kanssa PDAC, The Panin vaurioista Family X esiintyi enemmän molecularly virittynyt syöpään. Nämä transkription muutokset kuvastavat sekä histopatologisen ja kliinisesti aggressiivisempi kuvan, kuten PDAC Family X kehittyy -20 vuotta aiemmin (mediaani 40-vuotiaat) ja syövän kuin X perheiden 5-10 vuotta aiemmin (mediaani 54 vuotta) kuin satunnaista syöpä.

selvin erot Panin vauriot Family X ja ei-X perheiden nähtiin immuunivasteen: vaikka tulehdusreaktio kuin X perheitä oli yleisesti puutteellista, joilla on merkittävää aliedustusta geenien että antigeenin esittelyä ja humoraalivaste polkuja, immuunivastetta profiili Family X oli monin tavoin samanlainen PDAC. Mielenkiintoista, säätely ylöspäin KIT, sen ligandi KITLG /SCF ja tryptaasi- TPSAB1 nähtiin jo Family X PanINs. KIT on esikasvaintekijän liittyy useita kasvaimia, joka parantaa leviämisen ja invaasion haimasyövän solulinjoissa [49]; KITLG /SCF ja TPSAB1 ovat syöttösolujen merkkiaineita osoittaa varhaisessa soluttautumista strooman ympäröivän PanINs syöttösolujen kanssa. Tulehdusta miljöö koostuu makrofagien ja syöttösoluista on osoitettu edistävän syövän kasvua ja invaasiota [50], [51]; syöttösolujen inhibition on ehdotettu hoitostrategia PDAC [52].

Toinen huomattava ero välillä havaittiin PanINs heijastaa Family X histologia, mikä osoittaa laaja desmoplastic muutos; Tämä oli tyypillistä sekä korkeammat ilme ja lisääntyneenä määränä stroomamääriin liittyvien geenien, mikä osoittaa, että strooman yhteistyössä kehittyy epiteelin elementtejä PDAC esiasteleesioita. Samanlaisia ​​havaintoja on raportoitu rintasyövän esiasteleesioita, jossa laaja geenien ilmentymisen muutoksia strooman liittyvät duktaalikarsinooma in situ (DCIS) [53]. Edelleen merkittävä kasvu ilmentymistä strooman geenien nähtiin meidän PDAC data; tärkeyttä strooman biologian satunnaisia ​​haimasyövän on hyvin tunnustettu [54], [55]. Yhdessä nämä tulokset osoittavat, että yhteistyössä toimivien transkription muutoksia sekä kasvaimen ja sen mikroympäristölle voi merkittävästi muuttaa luonnollinen historia tauti ja että seuranta molemmat osastot voi myös tarjota paremman ennusteen haimasyövän evoluutio familiaalinen ympäristössä.

Seitsemänkymmentä kuusi yhteistä geenejä tasaisesti vaikutti koko taudin kehittyminen ja näyttävät olevan olennaista neoplastisia etenemistä haimasyövän riippumatta siitä, onko se satunnaista tai familiaalinen. Tässä geeniperimä, me esiin kaksi geeniä, S100P ja AGR2, jotka kanssa COL1A1 osoittavat korkeimman yli-ilmentyminen sekä Panin ja PDAC vaurioita nykyisessä analyysiä sekä meidän aiemmin julkaistuihin tietoihin. Molemmat ovat jo mukana kehityksessä ja etenemisessä satunnaista PDAC: S100P ilmentyminen lisää kanssa Panin luokan [24], ja AGR2 tasaisesti ilmennetään aikaisintaan Panin-1 vaurioiden [36], [56]. Koska nämä kaksi proteiinia ilmennetään myös familiaalinen vaurioita ne edustavat lupaavia diagnostiikkaan, ennaltaehkäisyyn ja terapeuttisina kohteina.

76 yhteinen geenit havaitut markkereita dysplastisia vaurioita että taustalla neoplastiset etenemistä, me siis ehdottaa, että tämä ydin neoplastisten profiilin ehkä olla hyödyllinen seurannassa Panin etenemisen ja voisivat muodostaa perustan suunnittelussa molekyyli testi voidaan käyttää yhdessä EUS /MRCP valvontaa. Vaikka määrä vaikuttaa jäsenten suvusta kasvaa riski PDAC kehittäminen on erilaiset riskit PDAC välillä sukujen kanssa heterogeeninen kliinisiä oireyhtymiä, se on haastavaa erottaa potilaille, jotka kehittävät nopeasti neoplastisten etenemistä niitä, joilla on stabiili tauti ja mitkä ryhmät hyötyvät eniten kattavan haimasyöpä valvontaohjelman. Tällä hetkellä, jos epänormaali EUS ja MRCP havainnot aihetta kudos diagnoosi, osittainen pancreatectomy yksityiskohtaisia ​​histopatologista tutkimusta tehdään. Lisätään uusi, herkkä molekyyli määritys, voisi olla avuksi päätöksen siitä, miten edetä (lisävalvonnalle vs. pancreatectomy). Lisäksi tämä transcriptome profiilia voitaisiin käyttää yhdessä neulabiopsiat epämääräinen vauriot haiman korkean riskin asetukset tunnistaa etenee Panin-3 vaurioita.

Yhdeksällä saatu 76 Panin /PDAC yhteinen geenit: oli