Abstract
Kreft er en alvorlig sykdom ansvarlig for mange dødsfall i både utviklede og utviklingsland hvert år . En grunn er at mekanismene bak de fleste typer kreft er fortsatt mystisk, og skaper en strålende redning for utforming av effektive behandlinger. I denne studien forsøkte vi å avklare mekanismen underliggende kreftfaren ved å søke etter nye gener og kjemikalier. For dette formål konstruerte vi et hybridnett som inneholder både proteiner og kjemikalier, og generalisert en eksisterende beregnings fremgangsmåte som tidligere er brukt for å identifisere sykdomsgener for å identifisere nye kandidatgener og kjemikalier samtidig. Basert på knytningstest, vår generalisert metode utkonkurrerer eller i det minste spiller på samme nivå som de som oppnås ved en mye brukt metode – Random Walk med Restart (RWR). Analyseresultatene av de endelige oppnådde gener og kjemikalier vist at de svært delte genet ontologi (GO) termer og KEGG trasé med direkte og indirekte assosiasjoner med spiserørskreft. I tillegg har vi også diskutert muligheten for utvalgte kandidat gener og kjemikalier blir nye gener og kjemikalier knyttet til kreftfaren
Citation. Gao YF, Yuan F, Liu J, Li LP, han YC, Gao RJ, et al. (2015) identifisering av nye kandidatgener og kjemikalier knyttet til kreftfaren ved hjelp av en hybrid Interaksjon Nettverk av kjemikalier og proteiner. PLoS ONE 10 (6): e0129474. doi: 10,1371 /journal.pone.0129474
Academic Redaktør: Ying Xu, University of Georgia, USA
mottatt: 03.11.2014; Godkjent: 10 mai 2015; Publisert: 09.06.2015
Copyright: © 2015 Gao et al. Dette er en åpen tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Data Tilgjengelighet: All relevant data er i avisen og dens saksdokumenter filer
Finansiering:. National Natural Science Foundation of China (81372696), Kina Postdoktor Science Foundation (2013 M541314), Jilin Provincial Science Teknologiavdelingen (20090175, 20100733), naturvitenskapelige finansiere prosjekter av Jilin-provinsen (201215059), utvikling av vitenskap og teknologi Plan Prosjekter av Jilin-provinsen (20100733, 201101074), Scientific Research Foundation for den returnerte Overseas Chinese Scholars, State Kunnskapsdepartementet (2009 -36), Scientific Research Foundation (Jilin Department of Science teknologi, 200705314, 20090175, 20100733), Helse og Family Planning Commission i Jilin-provinsen (2010Z068), Human Resources og Social Security Department of Jilin-provinsen (2012-2014), Foundation i Jilin-provinsen, og Human Resources og Social Security Department of Jilin-provinsen (2012), National Basic Research Program of China (2011CB510101, 2011CB510102), Jilin-provinsen nøkkelen vitenskapelig forskningsprosjekt (20150204026YY), Basic vitenskapelig forskning finansiering av Jilin universitet postdoktor Science (450060501520), National Natural Science Foundation of China (31371335), Innovation Program av Shanghai Municipal Education Commission (12ZZ087). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Esophageal kreft refererer til svulster som ligger i regionen fra spiserøret mellom svelg og mage og har blitt den åttende vanligste kreftformen i de siste årene. Symptomer på spiserørskreft inkluderer problemer med å svelge og oppkast av blod. Basert på data fra seer 18 2004-2010, fem-års overlevelse av denne kreftformen var ca 17,5% [1].
Det er to hoved subtyper av spiserørskreft, plateepitelkreft og adenokarsinom [2 , 3], som kan klassifiseres basert på deres plassering og forfedrenes forstadier celler. Røyking og alkohol sannsynlig bidra til begge undergrupper. Nitrosaminer og ernæringsmessige mangler er blant de viktigste årsakene til plateepitelkreft, mens gastroøsofageal reflukssykdom (GERD) og fedme er knyttet til adenokarsinom. Forskjellige kliniske behandlinger har vært brukt til behandling av spiserørskreft, inkludert kirurgi, kjemoterapi og radioterapi [4].
Mutasjoner i flere gener, inkludert p53, Fasl, og EGFR har blitt rapportert å være assosiert med utbrudd og utvikling av spiserørskreft [5-9]. Endringer i genekspresjon nivåer har også vært knyttet til kreft; for eksempel, ble indusert uttrykk for MAL funnet i spiserørskreft [10] og inaktivering av RUNX3 kan relatere til esophageal kreftutvikling [11]. Nyere studier har også undersøkt effekten av miRNAs [12].
Til tross for fremgang, er vår forståelse av spiserørskreft fortsatt begrenset og identifisering av aktuelle gener er fortsatt langt fra komplett. Videre de fleste aktuelle studier konsentrere seg om kommenterte gener og derfor overse annen nyttig informasjon, for eksempel små biologiske molekyler. Her har vi forsøkt å samtidig identifisere nye gener og kjemikalier knyttet til kreftfaren.
Informatikk har blitt kraftig utviklet over de siste tiårene, noe som gjør det mulig å utnytte store datasett. Mange biologiske problemer som involverer store data, slik som protein-protein interaksjoner, kjemisk-kjemiske interaksjoner og kompliserte biologiske nettverk, har vært helt eller delvis håndtert ved å utforme effektive beregningsmetoder [13-22]. Oppmuntret av suksessen til disse studiene undersøkte vi hvilke mekanismer som bidrar til kreftfaren ved å analysere de relaterte data ved hjelp av datamaskiner. Nylig ble en gruppe av beregningsmetoder basert på den korteste veien algoritme foreslås for å undersøke ulike sykdommer ved å søke nye sykdomsgener i protein-protein interaksjon nett [23-25]. Men disse metodene kun vurdert sykdomsgener.
Andre populære grafiske metoder omfatter Guilt-by-foreningen [26] og Random Walk med Restart (RWR) [27-32]. Forutsetningen om Guilt-by-foreningen var at et gen og dets nærmeste naboer er mer sannsynlig å dele lignende roller og funksjoner i et nettverk og deretter det pleier å være en sykdom gen hvis de fleste av sine naboer er sykdomsgener [33]. RWR antas at sykdommen signal kan forplante seg fra kjente sykdomsgener til ukjente seg gjennom nettverket. Den simulerer en tilfeldig turgåer som starter fra de kjente sykdomsgener og deretter tilfeldig turer til sine naboer på nettverket. Etter mange trinn, sannsynlighetene for alle genene i nettverket som skal besøkes av gå-støtteanordningen skal bli stabil, og slike sannsynligheter kan brukes til å representere muligheten for et gen å være en sykdomsgenet [29].
I papir, generalisert vi den korteste veien metode for samtidig å studere genetikk og kjemikalier ved å konstruere et hybrid interaksjon nettverk som inneholder både proteiner og kjemikalier. Basert på kjente gener og kjemikalier knyttet til kreftfaren, vi søkte etter nye kandidatgener og kjemikalier ved å bruke en korteste vei algoritme for å hybrid samhandling nettverk. Deretter ble en permutasjon test vedtatt å kontrollere falske funn. Vi sammenlignet våre generalisert korteste veien metoden med RWR på en omfattende datasett av spiserørskreft. Basert på knytningstest, vår korteste veien metode utkonkurrerer eller i det minste spiller på samme nivå som RWR. Enrichment analyse av de endelige oppnådde genene indikerte at de delte noen genet ontologi (GO) vilkårene og KEGG trasé relatert til kreftfaren. I tillegg har vi også diskutert muligheten for noen av relasjonene mellom de nye kandidatgener og kjemikalier og spiserørskreft. Vi håper at dette bidraget gir ny innsikt for å forstå kreftfaren og fordeler det kliniske feltet av denne sykdommen.
Materialer og metoder
Gener og kjemikalier knyttet til kreftfaren
Current kjente menneskelige gener relatert til kreftfaren ble samlet inn fra tre datasett: (i) Uniprot (https://www.uniprot.org/, slipper 2014_4) [34]; (II) den TSGene Database (tumorsuppressorgen Database, https://bioinfo.mc.vanderbilt.edu/TSGene/cancer_type.cgi) [35]; og (III) NCI (National Cancer Institute, https://gforge.nci.nih.gov, utgitt 2009,6) database [36]. I detalj, ble totalt 144 anmeldt gener relatert til kreftfaren hentet fra Uniprot ved å taste «menneskelig», «spiserøret kreft» og «anmeldt» som søkeord, 155 gener ble hentet fra TSGene Database etter at Entrez IDer ble konvertert til de offisielle symboler; og fire genene ble oppnådd fra NCI ved å velge gener som ble registrert som spiserøret kreft /spiserør karsinom relaterte gener. Etter å kombinere de nevnte gener og fjerne redundans, vi endelig fått 156 unike gener knyttet til esophageal kreft. Disse genene er oppført i S1 File.
Kjemi relatert til kreftfaren ble hentet fra CTD (Comparative toksikogenomikk Database, https://ctdbase.org/) [37], en mye brukt database for kjemiske og sykdoms foreninger . Foreningene ble manuelt oppsummert basert på 110,142 artikler (https://ctdbase.org/about/dataStatus.go, åpnes i august 2014). Vi har lastet ned 59 kjemikalier med en kjent mekanisme i spiserøret karsinom, terapeutiske kjemikalier til spiserør karsinom og markør kjemikalier av spiserøret kreft. Men vi kun vurdert de 30 kjemikalier som forekommer i den konstruerte hybrid samspillet nettverket (se avsnitt 2.2). De pubchem IDer av disse kjemikaliene er også gitt i S1 File.
Byggingen av hybrid samspillet nettverk
For å konstruere et hybrid interaksjon nettverk, vi lastet ned informasjon om protein-protein interaksjoner fra STRING (Søk verktøy for gjenfinning av samspill Gener /proteiner, versjon 9.1, https://www.string-db.org/) [38] og informasjon om kjemisk-kjemiske interaksjoner og protein-kjemiske interaksjoner fra tråden (søkeverktøy for interaksjoner av kjemikalier , versjon 4.0, https://stitch.embl.de/) [39]. Interaksjonene som tilbys av STRING og STITCH inkluderer både kjente og antatte interaksjoner. Hver interaksjon ble merket med en poengsum for å måle sannsynligheten for at interaksjonen s forekomst. For formulering, la oss betegne resultatet av samspillet mellom proteiner
p
1 og
p
2 av
I
pp product: (
p
1,
p
2), poengsummen for samspillet mellom kjemikalier
c
1 og
c
2 av
I
cc product: (
c
1,
c
2), og resultatet av samspillet mellom protein
p Hotell og kjemisk
c
av
i
pc product: (
p
,
c
). For å redusere søket plass, vi bare betraktet kjemikalier med poster i KEGG (Kyoto Encyclopedia of gener og genomer) [40].
konstruert hybrid samspillet nettverk plasserte hentet proteiner og kjemikalier som noder. To noder ble koblet med en kant hvis og bare hvis de tilsvarende proteiner eller kjemikalier kan omfatte en interaksjon. Videre, for å indikere styrken av interaksjonen hver kant
e
ble tilordnet en vekt av (1)
Siden den maksimale verdi av interaksjonen stillingen 999, vi brukte 1000 minus interaksjonen stillingen som vekten av den tilsvarende kant. Dette gjorde den korteste veien algoritmen for å kjøre på dette nettverket for å finne nye kandidatgener og kjemikalier.
Metode for å finne nye kandidatgener og kjemikalier
Basert på kjente gener og kjemikalier knyttet til esophageal kreft nevnt i § 2.1, søkte vi alle korteste stier i hybrid samspillet nettverk som kobler noen par kjente gener eller kjemikalier. Genene og kjemikalier (unntatt de kjente gener og kjemikalier) som ble identifisert i noen av de korteste baner som indre noder ble merket kandidatgener og kjemikalier. For å skille disse kandidatgener og kjemikalier for videre valg, telte vi antall korteste stier som inneholder visse kandidat gener eller kjemikalier som indre noder. Denne verdien ble betegnet betweenness i denne studien. Dette valget prosedyren inneholdt en permutasjon test som bygges 1.000 tilfeldig utvalgte gen- og kjemiske sett. var antallet gener og kjemikalier i hvert av de tilfeldig valgte sett den samme som den for settet bestående av kjente gener og kjemikalier. For hver tilfeldig valgt sett, søke i alle korteste banene i nettverket som forbinder alle to gener eller kjemikalier i settet. Basert på disse banene, beregne betweenness av hver kandidat gen og kjemisk. Derfor, for hver kandidat gen eller kjemisk, det er en betweenness på kjente genet og kjemisk sett og 1000 betweenness på 1.000 tilfeldig utvalgte sett. Permutasjon P-verdi ble beregnet som «antall tilfeldig valgte settene for hvilke betweenness var større enn den for den kjente genet og kjemisk sett» /1000. Til slutt satt vi en P-verdi på 0,05 som terskelen for utelukkelse av kandidatgener og kjemikalier. Den detaljerte prosedyren for metoden og dens prinsipp kan bli funnet i tidligere studier [23-25].
Sammenlignet med Random Walk med Restart (RWR) -metoden
Random Walk med Restart (RWR ) metoden er mye brukt for å identifisere sykdomsgener [27-32]. La oss bruke
P
t
å betegne staten sannsynligheter ved
t
;
P
0
å betegne de første statlige sannsynligheter, en kolonnevektor tildele 1 /m til hver av de
m
kjent esophageal kreft genet og kjemiske noder og 0 til andre noder på hybrid nettverk; og A «for å betegne den kolonnevis normalisert nabomatrisen som representerer strukturen til hybridnettet. Omstarten sannsynlighet
r
, ble satt til å være 0,7 som foreslått av en tidligere studie [29]. Staten sannsynlighetene
P
t
en på tidspunktet
t
+ 1 kan beregnes som følgende (2)
Når forskjellen mellom
t
+ 1 og
t
var mindre enn 1e-6 som foreslått av en tidligere studie [29], den tilfeldige rullator stoppet på tur, og de statlige sannsynlighetene for alle noder i nettverket ble stabil. Nodene med høyere sannsynlighet var mer sannsynlig å være sykdomsrelaterte. For å evaluere betydningen av de mulige sykdoms noder, utførte vi permutasjoner av kjente sykdoms noder 1000 ganger og den permutasjon P-verdi var «antall tilfeldig valgte sett med hvilken sannsynlighet var større enn den for den kjente genet og kjemisk sett» /1000. Genene og kjemikalier med P-verdi mindre enn 0,05 ble betraktet som kandidat sykdomsgener og kjemikalier.
Vi søkte knytnings test for å sammenligne forestillinger av RWR med vår metode. Hver gang, ekskluderte vi en kjent sykdom node i sving som den positive prøven og brukte alle andre sykdoms noder (opplæringsprøver) for å trene modellen. Den trent modellen vil tildele en P-verdi for alle testprøver, inkludert alle de negative prøvene og den positive prøven. I henhold til P-verdien, vi forutsi testprøvene for å være sykdom eller ikke-relatert sykdom. Hvis vi antar alle negative prøver ble ikke relatert til sykdom og bare ekskludert positive prøven ble knyttet til sykdommen, så F1-tiltaket kan beregnes som følger (3) (4) (5) der r, p, tp, fp og fn stå for tilbakekallingen, presisjon, sanne positive, falske positive, falske negative, henholdsvis.
etter alle kjente sykdoms noder ble testet, beregnet vi gjennomsnittlig F1-mål på jackknife test å score ytelsen metoden.
Resultater og diskusjon
kandidat gener og kjemikalier
Ved å søke de korteste stier som forbinder noen par kjente gener eller kjemikalier i forbindelse med spiserørskreft, 463 nye gener og 90 nye kjemikalier ble hentet. Disse genene og kjemikalier og deres betweenness verdiene er oppført i S1 tabell. Deretter ble disse kandidatgener og kjemikalier filtrert ved anvendelse av en permutasjon test. Permutasjon P-verdiene av disse genene og kjemikalier er også gitt i S1 tabell. Til slutt fikk vi 164 gener og 24 kjemikalier med permutasjon P-verdier mindre enn 0,05. Disse genene og kjemikalier ble ansett å være av betydning for esophageal kreft og betegnes betydelige kandidat gener og kjemikalier. Leserne kan referere til S2 tabell for detaljert informasjon om disse genene og kjemikalier.
Vi listet opp noen nye gener og kjemikalier knyttet til kreftfaren basert på permutasjon P-verdi, betweenness og litteraturundersøkelser i tabell 1. Disse genene og kjemikalier får høy tillit score for spiserørskreft på nettverket som vist i figur 1.
den rosa nodene var svært mulige nye kreftfaren relaterte gener og kjemikalier. De røde noder var kjente gener og kjemikalier knyttet til esophageal kreft. De runde noder var gener og diamant noder var kjemikalier. Kant etikettene var de tillitsscore på samhandling.
Analyse av betydelige kandidat gener
I vår studie, 164 betydelige kandidat gener ble hentet og er oppført i S2 tabell . Deretter undersøkte vi sannsynligheten for at noen av dem er nye gener relatert til spiserørskreft. Rader 2-4 av tabell 1 listen opplysninger vedrørende de diskutert genene
CTNNB1
betweenness og permutasjon P-verdi på CTNNB1 (catenin beta1, Ensembl ID: ENSP00000344456).. Var 2294 og 0, henholdsvis (se rad 2 i tabell 1). CTNNB1 er en del av adherens krysset (AJ) og spiller en viktig rolle i Wnt veien. Fosforyleringen av ERK1 /2 kan reduseres ved nedregulering av β-catenin ekspresjon, for derved å stanse cellesyklusprogresjon [41]. Unormal β-catenin uttrykk har blitt oppdaget, med redusert uttrykk hemme celledeling av esophageal carcinoma celler [42,43]. Den detaljerte mekanismen er ikke klart, og det trengs mer forskning. MUC1 (mucin 1) er en trans mucin. Dens avvikende uttrykk i esophageal plateepitelkarsinom er forbundet med invasjon eller metastase [44]. Det har vært spekulert i at MUC1 induserer metastaser i spiserørskreft, noe som tyder på at MUC1 kan utvikles som en diagnostisk biomarkør og narkotika terapeutisk mål.
LRP6.
betweenness og permutasjon P-verdi på LRP6 (low density lipoprotein-reseptor-relatert protein 6, Ensembl ID: ENSP00000261349) var 698 og 0, henholdsvis (se rad 3 i tabell 1). LRP6 er et trans reseptor for Wnt signalveien og spiller en nøkkelrolle i celledeling, differensiering og migrasjon i ulike typer kreft, inkludert spiserørskreft. I Het-1A øsofageal epitelial cellelinje, ble ekspresjon av LRP6 økes ved MSE (hovedstrømmen sigarettrøyk ekstrakt) stimulering på en måte som kan bli inhibert av pSSBP2 (enkelttrådet DNA-bindende protein2) transfeksjon [45]. Disse resultatene indikerer at LRP6 er et essensielt gen i forbindelse med spiserørs karsinogenese knyttet til røyking. Axin1 er også en negativ regulator av Wnt veien; den samhandler med APC, GSK-3β og β-catenin å fremme GSK-3β-mediert fosforylering og β-catenin degradering. LRP6 blir fosforylert av GSK-3β etter stimulering av Wnt, noe som tyder på at LRP6 har en indirekte relasjon med Axin1 [46,47]. Mutasjoner i Axin1 er forbundet med mange typer av cancer, med en 12% delesjon frekvens i medulloblastom og skadelige mutasjoner i HCC (hepatocellulær karsinom) [48,49]. Sjeldne mutasjoner av Axin1 ble påvist i esophageal SCC, mens redusert uttrykk for Axin ble observert i spiserørs plateepitelkarsinom [50]. Til tross for kontroversiell forskning om Axin1, vurderte vi ideen om at LRP6 og Axin1 er nye sentrale elementer i spiserørskreft gjennom deres effekt på Wnt veien [50,51].
ATF2.
betweenness og permutasjon P-verdi på ATF2 (som aktiverer transkripsjonsfaktor 2, Ensembl ID: ENSP00000264110) var 428 og 0, henholdsvis (se rad 4 i tabell 1). ATF2 tilhører leucin zipper familie av DNA-bindende proteiner og utfører flere biologiske funksjoner. Den ATF2 protein kan bli fosforylert av stress-aktiverte MAPK-JNK eller p38 som respons på ekstracellulære påkjenninger, som for eksempel UV-lys, hypoksi og DNA-skade [52-54]. Videre kan ATF2 fosforyleres og aktiveres av RalGDS-Src-P38 reaksjonsvei og Ras-MEK-ERK [55]. ATF2 fungerer annerledes i ulike kreftformer, som fungerer som et onkogen i melanom og en tumor suppressor i brystkreft [56,57]. Uttrykket av JNK, Ras og deres veier er betydelig endret i spiserørskreft, men ingen bevis knytter ATF2 til disse signalkaskader i spiserørskreft har blitt rapportert [58,59]. Våre resultater avslører den ATF2 ble understreket med en betydelig P-verdi, noe som tyder på at funksjonen av ATF2 er instrumental i spiserørskreft.
Analyse av betydelige kandidat kjemikalier
I denne studien har vi også fått 24 store kandidat kjemikalier for spiserørskreft (se S2 tabell). Resten av denne delen drøfter sannsynligheten for noen av dem er nye kjemikalier knyttet til esophageal kreft. Informasjon knyttet til de omtalte kjemikaliene er oppført i rader 5-9 av Tabell 1.
Hydrogenperoksid
betweenness og permutasjon P-verdien av hydrogenperoksid (pubchem ID: CID000000784). Var 353 og 0,046, respektivt (se rad 5 i tabell 1). Reaktive oksygenarter (ROS) er en type fri radikal inneholdende oksygen, og omfatter hydrogenperoxyd (H
2o
2). ROS megle cellevekst og angiogenese i kreft ved å regulere vekstfaktorer og transkripsjonsfaktorer [60-64]. ROS er involvert i startfasen og tumor progresjon av mange krefttyper, inkludert melanom, brystkarsinom og fibrosarkom [65-68]. En rekke tumorcellelinjer og tumorcellene, slik som lungecancer og brystcancer, produserer H
2o
2 [69-71]. H
2o
2-produksjon blir aktivert ved PDGF og EGF, to vekstfaktorer uttrykt av vaskulære glatte muskelceller og A431 cellelinjer, henholdsvis [60,61]. H
2o
2 fungerer som en direkte eller indirekte signal molekyl i reguleringen av PKC, MAPK, JAK, Ras, NF-kB, c-myc og AP-1, som er nært korrelert med kreftutvikling, inkludert kreftfaren [72]. Økt produksjon av H
2o
2 kan stimulere aktiviteten av tyrosinfosforylering, MAP kinase og DNA-syntese på en måte som kan reverseres ved H
2o
2-hemmere [60,61]. H
2o
2 produksjon stimulerer transkripsjon av MMP’er og adhesjonen av kreftceller, som kan bli hemmet av katalase (CAT) [73]. Gjennom analyse av korrelasjonen av små molekyler og målgener identifiserte vi MMP13, som kan bli stimulert av H
2o
2 og slagspiserørskreft celleadhesjon. Videre H
2o
2 kan være en kjemisk karsinogenese faktor i metall-mediert DNA-skade og genetisk endring i normal epitel-celler og kreftceller [74]. Kreftcelle apoptose kan induseres ved overproduksjon av H
2o
2, som induseres direkte eller indirekte av mye brukt kliniske medikamenter slik som paclitaxel og arsenikk [75-77]. p53 er et sentralt element i DNA-skade reparasjon og celle apoptose. Vi foreslår at p53 er en viktig faktor som virker mellom påvirkning av H
2o
2 på normale celler og ned-stream biologiske mekanismer og atferd.
TRIS.
betweenness og permutasjon P-verdi av TRIS (pubchem ID: CID000031356) var 177 og 0.001, respektivt (se rad 6 i tabell 1). Tris (2,3-dibrompropyl) fosfat (TRIS) er et flammehemmende middel som brukes i syntetiske stoffer, særlig polyestere, så vel som bomull, ull og rayon [78]. Det er bevis fra bakterielle systemer som TRIS er et mutagen faktor [79,80] og det har vært utbredt publisitet om sin kreftfremkallende hos mus og rotter [81]. Dietary eksperimenter viste at TRIS kan indusere godartede eller ondartede svulster i forestomach og lunge i kvinnelige og mannlige mus, nyrene hos hannmus og leveren hos hunnmus [82]. Hudeksponeringen TRIS kan indusere skader på huden, forestomach, lunge og munnhulen hos hunnmus [83]. Hudkontakt med TRIS i kaniner viste en tilsvarende fenomen [84]. Langvarig eksponering for TRIS kan forårsake karsinomer. Selv om TRIS er ansett som et karsinogen, mekanismen for den kreftfremkallende prosessen er uklart. I tillegg til de krefttypene som er omtalt ovenfor, foreslår vi at TRIS er en antatt kreftfremkallende for esophageal kreft, krever videre forskning for å oppdage sin mekanisme og validere de kliniske data.
Fenytoin.
betweenness og permutasjon P-verdien av fenytoin (pubchem ID: CID000001775) var 10 og 0,04, henholdsvis (se rad 7 av tabell 1). Fenytoin er et mye brukt antiepileptisk medikament som blokkerer de spenningsstyrte Na
+ kanaler (VGSC) (IC 50 ~ 10 uM) og K
+ kanaler (HERG) ved IC50 300 mikrometer konsentrasjoner [85-87]. Spennings gate kanaler spiller også viktige roller i utvikling og forsterkning av kreft gjennom regulering av et bredt spekter av cellulære aktiviteter. Fenytoin kan hemme MDA-MB-231 (en human brystcancer cellelinje) migrering og invasjon gjennom kontroll av Na
+ -kanaler [88]. I småcellet lungekreft celler, ble endocytose trykt av fenytoin [86,89]. Menneskelig eter-a-go-go relatert gen 1 (hERG1) kanaler er en type K
+ kanal som regulerer cellulær sekresjon i ulike typer celler og viser dysfunksjon i mange typer kreft [90-92]. I Barretts øsofagus er hERG1 kanaler avvikende uttrykk [93]. Som diskutert ovenfor, foreslår fenytoin kan være en antatt terapeutisk legemiddel for øsofageal kreft, men ytterligere undersøkelser er nødvendig. Detaljene i mekanismen er ikke klart, men gjennom analyse av fenytoin og beslektede gener vi identifisert markerte gener CYP2C19, CTSB og p53. Cytokrom P450, familie 2, underfamilien C, polypeptid 19 (CYP2C19) er medlem av cytokrom P450 super av enzymer som katalyserer mange biokjemiske reaksjoner inkludert legemiddelmetabolisme. CYP2C19-regulert narkotika metabolske system kan være nært korrelert med fenytoin behandling av kreft. Videre Cathepsin B (CTSB), en lysosomal cystein protease, ble abnormt endret på esophageal kreft. I Barretts spiserør og esophageal adenokarsinom pasienter 8p23.1 (som inneholder CTSB) blir ofte forsterket [94]. CTSB er også abnormt uttrykt i epileptogenesis [95]. Dermed kan CTSB være en roman antatt fenytoin regulerte mål
Daunomycin
betweenness og permutasjon P-verdi på daunomycin (pubchem ID: CID000030323).. Var 2 og henholdsvis 0,046, (se rad 8 i tabell 1). Daunomycin er et antibiotikum erholdt fra Streptomyces peucetius som består av et daunomycinon og et aminosukker (daunosamin). Daunomycin brukes til å behandle visse typer kreft, oftest bestemte typer leukemi [96,97]. Som en antitumor antibiotikum, daunomycin intercalates DNA og antagelig griper inn med DNA-avhengig RNA-syntese [98,99]. I spiserørskreft behandling, kan daunomycin være en effektiv antatte kjemoterapi medikament. I vår studie fant vi at P53, ErbB2, CD38 og WT1 har mulige relasjoner med daunomycin. P53, i sentrum av tumorgenese, regulerer ned-strøm gener involvert i transkripsjon, cellesyklusprogresjon og celle apoptose. Vi har spekulert i at daunomycin virker som en påvirkningsfaktor i p53 midten nettverket direkte eller indirekte for å hemme tumorcelle-proliferasjon og induserer celleapoptose. CD38 er en ny multifunksjonell ectoenzyme som fungerer i celleadhesjon og signaloverføring. Våre data tyder på at CD38 og dets nettverk er også rettet mot faktorer påvirket av daunomycin. I fremtidige studier, trenger mer fokus gis til p53 og CD38 nettverk regulert av daunomycin.
N-acetyl-D-glukosamin.
betweenness og permutasjon P-verdi på N- acetyl-D-glukosamin (pubchem ID: CID000082313) var 177 og 0.002, respektivt (se rad 9 i tabell 1). N-acetyl-D-glukosamin (N-acetylglukosamin eller GlcNAc) er et monosakkarid-derivat av glukose som deltar i en rekke biologiske systemer. Det er en viktig del av den bakterielle celleveggen og den ekstracellulære matriks i dyr [100]. I flercellede organismer, O-bundne feste av GlcNAc regulerer intracellulære proteiner ved posttranslasjonell modifikasjon nivå som er involvert i mange cellefunksjoner [101,102]. Det ble foreslått at GlcNAc kan påvirke forgrenede N-glykaner på celleoverflateproteiner, for derved å dysregulating funksjon av metabolske systemer i sykdommer så som kreft [103]. FOLH1 ble markert med vår interaksjonsanalyse. FOLH1 (folat hydrolase (prostata-spesifikt membranantigen 1) er en type II transmembrane glykoprotein som er oppregulert i kreftceller. Selv om det er ingen direkte bevis som beviser samspillet mellom FOLH1 og GlcNAc, er GlcNAc en ny modifisert faktor for FOLH1 protein. i fremtidig forskning, deres forhold og mekanismen involvert i signalveien krever funksjonelle validering i dyremodeller.
Analyse av anrikede KEGG veier av betydelige kandidat gener
Vi oppnådde 164 betydelig kandidat gener og 24 betydelige kandidat kjemikalier potensielt relatert til kreftfaren patogenesen. for å analysere forholdet mellom dem og spiserørskreft, ansatt vi DAVID (Database for kommentering, visualisering og integrert Discovery) [104], en funksjonell annotering verktøy som brukes for å forstå den biologiske betydningen bak store lister over gener. DAVID gitt enrichments for de 164 viktigste kandidat gener basert på KEGG stier og gå betegnelser som blir gitt som S3 og S4 Bord, henholdsvis. Det kan ses fra S3 Table at totalt 17 KEGG trasé ble delt av de 164 viktigste kandidat gener. Blant de fem trasé med P-verdier mindre enn 0,01, ble fire sterkt assosiert med spiserørskreft. Fig 2 viser disse banene og antall gener blant de 164 viktigste kandidat gener som delte hver vei ( «count»).
X-aksen viser veien ID og navn, mens Y-aksen representerer antall gener som delte veien
den mest beriket veien var hsa05200:. veier kreft, med 23 store kandidatgener som deler denne veien (se figur 2). Den andre var hsa05217: basalcellekarsinom, med 8 store kandidatgener (se figur 2). Dette resultatet indikerer at en felles mekanisme deles av spiserørskreft og andre krefttyper. Den tredje vei var hsa04310: Wnt signalveien, med 12 store kandidatgener (se figur 2). Wnt veien fungerer som et vanlig element i reguleringen av stamcelle fornyelse og vedlikehold av mange systemer. Forstyrrelse av denne reaksjonsveien er også assosiert med andre krefttyper [105].
