Abstract
I tykktarmskreft (CRC), Kromosom ustabilitet (CIN) er vanligvis studert ved hjelp av sammenlignende -genomic hybridisering (CGH) arrays. Vi studerte sammen (tumor og omliggende friske) Dypfryst vev fra 86 CRC pasienter som bruker Illumina er infinium baserte SNP array. Denne metoden tillot oss å studere CIN i CRC, med samtidig analyse av kopitall (CN) og B-allel frekvens (BAF) – en representasjon av allelisk sammensetning. Disse dataene har hjulpet oss til å oppdage mono-allel og bi-allel presiseringer /sletting, kopiere nøytral tap av heterozygositet, og nivåene av mosaicism for blandede celle populasjoner, noen som ikke kan vurderes med andre metoder som ikke måler BAF. Vi identifiserte assosiasjoner mellom CN misdannelser og ulike CRC fenotyper (histologisk diagnose, beliggenhet, svulst klasse, scene, MSI og tilstedeværelse av lymfeknutemetastase). Vi viste fellestrekk mellom regionene i CN endring observert i CRC og regionene rapportert i tidligere studier av andre faste kreftformer (f.eks presiseringer av 20Q, 13q, 8Q, 5p og sletting av 18q, 17p og 8p). Fra Terapeutisk Target Database, identifiserte vi relevante legemidler, målrettet til de genene som ligger i disse regionene med CN endringer, godkjent eller i studier for andre kreftformer og vanlige sykdommer. Disse stoffene kan vurderes for fremtidige terapeutiske studier i CRC, basert på personlig cytogenetisk diagnose. Vi har også funnet mange regioner, husing gener som ikke er målrettet av alle relevante stoffer som kan vurderes for fremtidige legemiddelstudier. Vår studie viser anvendelsen av høy tetthet SNP arrays for cytogenetisk undersøkelse i barnekonvensjonen og dens potensial verktøy for personlig behandling
Citation. Jasmine F, Rahaman R, Dodsworth C, Roy S, Paul R, Raza M, et al. (2012) En Genome-Wide Study of Cytogenetiske Endringer i tykktarmskreft ved hjelp av SNP Mikromatriser: Muligheter for fremtiden personlig behandling. PLoS ONE 7 (2): e31968. doi: 10,1371 /journal.pone.0031968
Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA
mottatt: 16 september 2011; Akseptert: 19. januar 2012; Publisert: 20 februar 2012
Copyright: © 2012 Jasmine 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
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av National Institutes of Health gir U01 CA122171, P30 CA 014 599, P42ES010349, R01CA102484, og R01CA107431. 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
tykktarms~~POS=TRUNC kreft~~POS=HEADCOMP (CRC) er en vanlig kreftform i utviklede land. I USA er det den nest høyeste årsaken til kreft-relaterte dødsfall, med anslagsvis 102,900 nye tilfeller oppstår i løpet av 2010 [1], [2]. CRC er vanligvis mye mindre vanlig i utviklingsland i verden, inkludert Sørøst-Asia; Men prisene er på vei oppover, kanskje på grunn av en aldrende befolkning, røyking, endringer i kosthold og mangel på screeningprogrammer [1]. I Sør-Asia befolkningen, pasienter har en tendens til å presentere seg med CRC i yngre alder og vanligvis på senere tidspunkt [3], [4].
Kreftceller er preget av cytogenetiske abnormiteter som kan brukes til å definere spesifikk sykdom enheter og deres prognostiske og prediktive markører. I CRC, kromosomale abnormaliteter forekomme i et ikke-tilfeldig mønster langs veien fra adenom til karsinom og deretter til avanserte lesjoner og dannelsen av metastase [5] – [8]. Det er tre kjente veier i CRC patogenesen: kromosom ustabilitet (CIN), mikro ustabilitet (MSI), og CpG island methylator fenotype (CIMP) trasé [9]. Disse tre banene er nært beslektet og svulster tidvis vise funksjonene i flere veier. De fleste tilfeller av CRC oppstår gjennom CIN vei: for eksempel via strukturelle rearrangements, presiseringer og slettinger [10], med kopi nummer (CN) variasjon er et vanlig funn [11], [12]. Noen av de som antas konsekvensene av CIN er tap av tumorsuppressorgener og forsterkning av onkogener i de berørte områdene. I motsetning til dette er MSI mindre vanlig og er mer sannsynlig å være forbundet med arvelig CRC og en bedre prognose [8], [13]. CIN og MSI er tenkt å involvere to separate veier i utviklingen av CRC [6], [10].
unormalt Kromosom i CRC har blitt studert av flere grupper som bruker enten komparativ genomisk hybridisering (CGH) eller matrise komparativ genomisk hybridisering (aCGH) [5] – [8], [10] – [12], [14] – [22]. Dette har ført til oppdagelsen av mange kromosomavvik, inkludert gevinster og tap, portretterer et sammensatt bilde av sykdomsprogresjon. Spesielt vanligste funnene er gevinster i 20Q, 13q, 7p, og 8q og tap i 17p, 18q, 8p, 4Q, og 5q [23] – [29]. Høy tetthet enkeltnukleotidpolymorfi (SNP) arrays er en alternativ og fordelaktig fremgangsmåte for analyse av kromosomale abnormiteter. Dette er fordi en høyere oppløsning kan oppnås sammen samtidig analyse for tap av heterozygositet (LOH) og CN variasjon [30]. Så vidt vi vet, er det bare noen få publiserte cytogenetiske studier i CRC utføres med relativt lav tetthet SNP matriser [23], [29], [31] – [35], og disse studiene erkjenne en sterk sak for deres bruk. I 2007, Andersen et al., Ved hjelp av en SNP array (Affymetrix 10 K array), fant kopi nøytral LOH (cnLOH) som en vanlig forekomst i CRC [23]. Middeldorp et al. genotypede FFPE- vev fra 19
MUTHY
-associated CRC pasienter som bruker Illumina Golden Gate genotyping og funnet lignende endringer hovedsakelig i 17p, 18q, 15Q og 6p region [34]. CGH eller aCGH ikke klarer å påvise forekomsten av cnLOH. Konsekvensene av en slik lesjon i løpet av menneskelig utvikling og kreft har nylig blitt anmeldt [36]. SNP arrays fange derfor mer detaljert informasjon om den underliggende mulig mekanisme av misdannelser som oppdages. Gaasenbeek et al. [31] sammenlignet SNP rekke analyse på Affymetrix plattform (10 K Xba131) med CGH på 45 uselekterte CRC cellelinjer og funnet mange forandringer som var tilsynelatende bruker SNP utvalg, men ble uoppdaget i CGH, bekrefter fordelen med å bruke en SNP array plattform . Lips et al. sammenlignet 4 FFPE CRC vev ved hjelp av Illumina er Golden SNP array (som inneholder 5,861 prober) med DNA fra leukocytter, normal FFPE og Dypfryst vev fra de samme sakene og funnet sammenlignbare resultater [32]. Videre Lips et al. [29] brukes Affymetrix 10 K SNP array for 78 Dypfryst endetarms tumorvev for å vise forskjellen i CIN i adenom og karsinom. De fant fem konkrete kromosomavvik som kan diskriminere mellom adenom og karsinom. Sheffer et al. [35] brukte Affymetrix 50 K XbaI SNP array å korrelere CN variasjoner i CRC med genuttrykk (med Affymetrix U133A), sykdomsutvikling og overlevelse utfall. De testet 130 SNP array-profiler fra forskjellige typer vev (normal, adenom, ulike stadier CRC og metastase) .De funnet sletting av 8p, 4p og 15Q å bli assosiert med progresjon av CRC og dårlig overlevelse utfallet.
i motsetning til tidligere studier, med paret og mye større utvalg fra en homogen gruppe av 86 CRC pasienter, vår nåværende studie forsøkte å oppdage kromosomavvik ved hjelp av Illumina er infinium baserte high-density (610 k og 300 k) SNP array. Vi analyserte data for korrelasjoner mellom CIN og ulike histopatologiske og kliniske parametre. Videre har vi identifisert gener næret innenfor de berørte regionene som kan bidra til kreftutvikling eller kan ha en beskyttende effekt på tumormetastase. Bruk av terapeutiske mål Database (TTD) vi matchet genene i forsterker og sletting regioner med legemidler som enten allerede er godkjent eller er i stadier av narkotika utvikling for å målrette disse genene. Med denne romanen avhør, er det mulig å identifisere riktige medisiner for pasienter som viser disse spesielle avvik, og derfor skreddersy behandlingen til den enkelte. Vår studie, til vår kunnskap, er den første til å rapportere funnene fra bruk av en høy tetthet SNP array plattform på en sammenkoblet og mye større utvalg å analysere kromosomavvik i forhold til tumor type, plassering, kvalitet, scene og sex. Vår studie er også unik i å korrelere de endrede gener med legemidler rettet mot de genene for mulig identifisering av personlig terapi. Til slutt ble vår studie utført i et studerte Sørøst-asiatiske befolkningen med CRC.
Resultater
Pasient egenskaper og histopatologiske data er presentert i tabell 1. parvise CN analyse av SNP og Kopier nummer Variasjon ( CNV) probe data fra de 86 CRC-vev og deres tilsvarende friske prøvene som omgir tarmvev avslørte et totalt 10,878 genomiske segmenter (autosomer kun) med forsterkning (1501), delesjon (1630), og ingen endring CN (7747). Med «amplifisering» mener vi en økning av antallet kopier av en spesifikk DNA-fragment og med «sletting» mener vi et tap av en del av DNA fra et kromosom (https://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome /ordliste /). Den kromosomale steder for disse amplifikasjoner (rødt) eller delesjoner (blått) som finnes i CRC-prøvene er vist i figur 1. Bredden av linjen er proporsjonal med antallet prøver som viser CN endringen. For eksempel forsterkning ble oftest funnet i 20q13.2 region (21 av 86 CRC prøver) og sletting ble oftest funnet i 18q21 region (19 av 86 CRC prøver). I forhold til tilsvarende friskt vev fant vi forsterkning i følgende cytoband regioner av CRC vev: kromosom 20 (S11, Q12, Q13, p11), kromosom 13 (Q12, Q13, Q14, Q21, Q22, Q24, Q32, Q33) , kromosom 8 (Q12, Q21, Q22, Q23, Q24), kromosom 5 (p12, p13, P14, P15) og kromosom 9 (p21, p22, p23, p24). Tilsvarende slettinger ble funnet i kromosom 18 (Q21, Q22, Q23, Q11, Q12, p11), kromosom 8 (p21, p22, p23, p12), kromosom 17 (p11, p12, p13), kromosom 9p21 og kromosom 1p36. De fleste av disse funnene er også rapportert av andre forfattere [29], [33], [35].
Amplifikasjoner (gjennomsnittlig CN≥2.5) er vist i rødt, og slettinger (gjennomsnittlig CN≤1.5) er vist i blått. Den horisontale størrelsen på bar representasjon hvor mange prøver (minst 9 prøver, 10%) viste forsterkningen /sletting.
Typer av identifiserte cytogenetiske abnormiteter
I motsetning til CGH , som gir bare CN data, SNP chips gi informasjon om både CN og BAF. Den BAF refererer til en måling av «allelisk komposisjon», dvs. det relative bidrag til signalet fra B-allelet. Med andre ord, viser BAF for en prøve theta-verdi for en SNP korrigert for klynge stilling. Derfor BAF verdiene for en bestemt locus for en person som er homozygot for B-allelet, homozygote for A-allelet eller heterozygot for AB er henholdsvis 1, 0 eller 0,5. BAF gir to store fordeler ved bruk av høy densitet SNP matrise plattformene i cytogenetisk studier, som beskrevet nedenfor med illustrasjon fra relevante Resultatene fra undersøkelsen.
Først mosaicism eller andelene av forskjellige cellepopulasjoner (i dette tilfellet tumorceller) kan oppnås fra en tilbakeregning ved hjelp av formelen som er beskrevet i vår «Statistical Methods» -delen. Med andre ord, kan de cytogenomic data som er avledet fra slike med høy tetthet SNP chips også gi informasjon om blanding av normale og unormale celler kromosomalt i den studerte DNA-prøve. Figurene 2-6 illustrerer dette i vår studie. I hver av figurene viser den øvre panel genomisk segmentering i forskjellige prøver (hvor hver rad representerer en prøve, er forsterkningen vist i rødt, blått og sletting i normal CN uten farge); det andre panelet viser CN i lineær målestokk for et enkelt prøve markert i den første og tredje panel; det tredje panelet viser BAF av den samme prøven; og bunnen eller fjerde panel viser det tilsvarende kromosomale sted med cytoband informasjon. Figur 2 viser at nesten hele 8q arm av prøven C_10 hadde amplifikasjon (CN 2,9) med splitting av heterozygote (AB) ruten i BAF ved ~0.34 (som representerer AAB) og 0,66 (som representerer ABB) som indikerer mono-allelisk forsterkning i ~90% cellene (i dette tilfellet kreftceller) som gir opphav til en blanding av celler. Formelen for beregning av mosaicism er vist i «Materiale og metode» -delen. Det kan bemerkes at hvis 100% av cellene hadde tilsvarende endring, da teoretisk vi forventer CN = 3 og BAF til å være 0,33 og 0,67 (et typisk bilde av trisomy). Den samme prøven viser sletting i 8p i ~45% celler. Figur 3 viser forsterkningen i den samme 8q armen i en annen prøve, C_1. I motsetning til figur 2, men BAF i dette tilfellet ikke viser noen splitt i det hele tatt til tross for økningen i CN tyder bi-allelisk forsterkning i ~ 30% av cellepopulasjonen. BAF, i dette tilfellet ser helt ut normal celle, men CN data viser tydelig forsterkning. Bare kombinasjonen av CN og BAF data kunne foreslå mulige patologi. Hvis 100% cellene hadde en slik endring, ville vi forvente CN = 4 og BAF = 0,5 (dvs. ingen splitting). Figur 4 viser kromosom 8p prøve C_1 og viser tydelig mono-allel sletting (f.eks A_ eller _B) i ~80% celler. Hvis 100% cellene hadde mono-allel sletting, ville vi forvente CN = 1 og splitting av BAF til 0,0 og 1,0 (et typisk bilde av komplett LOH på grunn av mono-allel tap). Figur 5 viser mono-allel sletting av 8p og mono-allel forsterkning av 8q både i en prøve (C_21). CN og BAF splitting foreslå denne slettingen-forsterkning i ~65% cellepopulasjon. Sammenligning av delesjons hendelsene i Figur 4 og Figur 5 viser tydelig fordelen ved å analysere BAF data og data CN sammen for å oppnå den andel av unormale celler i tumorprøve. Figur 5 viser også tydelig at splitting av AB-ruten i BAF tomten kan finnes både i sletting og forsterknings statene understreker viktigheten av kombinerte data (CN og BAF) for å tolke cytogenetisk endringen sett i tumorprøver. Figur 6 viser et eksempel på splitting av AB-ruten i BAF data i kromosom 17p uten noen endring i status CN (kan kalles cnLOH). Denne type endring er mulig i tilfelle av ervervet UPD eller isodisomy. I dette tilfelle (eksempel C_19) -50% cellene vise cnLOH i 17p arm bare mens hele VED BETJENING 17Q armen er normal. Det kan bemerkes at denne typen abnormitet ikke kan oppdages av aCGH. Figur 7 viser et eksempel på monoallelic forsterkning lagret på cnLOH i kromosom 20Q. Et sammendrag av kombinasjonen av endringer i CN status og BAF og deres mulige forklaring på mekanismen av cytogenetisk unormalt er presentert i Tabell 2.
I 8q (hvor BAF = 0,34, 0,66 og CN = 2,9), ca 90% av cellene har monoallelic amplifikasjoner (AAB eller ABB). I 8p (hvor BAF = 0,35, 0,65 og CN = 1,55), ca 40% av cellene har monoallelic slettinger (a_ eller B_).
BAF = 0,5 og CN = 2,6. Omtrent 30% av cellene har biallelic forsterkning (ABAB).
BAF = 0,17, 0,83 og CN = 1,2. Omtrent 80% cellene har mono-allel sletting (A_ eller B_).
I 8q (hvor BAF = 0,38, 0,62 og CN = 2,65), ca 65% av cellene har monoallelic presiseringer (AAB eller ABB). I 8p (hvor BAF = 0,26, 0,74 og CN = 1,35), ca 65% av cellene har monoallelic slettinger (a_ eller B_).
Merk at 17p viser normal heterozygote mønster i alle celler ( BAF = 0,5 og CN = 2), men ca 50% av cellene vise cnLOH (AA eller BB) i VED BETJENING 17Q (BAF = 0,25, 0,75 og CN = 2).
for det andre, med bruk av høy tetthet SNP matriser, mulige mekanismer som for eksempel mono-allelisk eller bi-allelisk amplifisering /sletting, samt cnLOH (eller ervervede UPD-lignende forandringer) kan detekteres, som illustrert i figurene 8-10. Vi brukte CN≥2.5 eller ≤1.5 å markere et segment som forsterkning eller sletting. Slik at programvaren vil vurdere alle segment med CN mellom 1,6 og 2,4 som kopi nøytral, men for å være konservativ vi regnet bare de regionene som hadde CN 1,9-2,1 som kopi nøytral. Den ideogram på figur 8 viser regionene (grønt) hvor vi detektert mulig cnLOH i et antall tilfeller. Hver vertikal linje representerer en prøve. Mens noen av disse regionene ble rapportert tidligere [23], identifiserte vi flere nye avvikelser i CRC (kromosom 8p, 10, 11, 12, 13, 14, 16p, VED BETJENING 17Q, 19p, 21q). Den cnLOH kan finnes i hele kromosom (figur 9), i deler av kromosomet (Figur 10, Hele p-arm og telomeric ende av q-arm) eller det kan også bli funnet i kombinasjon med delesjon i en annen del av kromosom (Figur 11, cnLOH i en del av kromosom 6p og sletting i en del av kromosom 6Q).
Hver vertikale grønne linjen viser forekomsten copy-nøytral LOH i én prøve.
den cnLOH skjer i hele kromosomet.
cnLOH skjer i alle 4p og deler av 4Q hvor BAF = 0,25, 0,75 og CN = 2. den delen av 4Q hvor BAF = 0,5 og CN = 2 viser normale heterozygote mønstre i alle celler.
cnLOH skjer i 6p hvor BAF = 0,25, 0,75 og CN = 2. Den delen av 6Q hvor CN = 1 er mosaikk monosomi.
Association of cytogenetiske abnormiteter med tumor egenskaper
Det er vel kjent at kromosomavvik forskjellig i CRC ved nærvær eller fravær av MSI. I vår undersøkelse blant MSI (n = 24) og MSS (n = 62) CRC tilfeller var det statistisk signifikant forskjell i frekvens av forsterkning /sletting i totalt 217 genomiske regioner i hovedsak fire kromosomer: chr 13, chr 17 , chr 18 og chr 20 (se tabell S1 for detaljer). I MSS tilfeller forsterkning var hyppigere hos chr 13q og chr 20Q og sletting var hyppigere hos chr17p og chr18 forhold til MSI tilfeller (se Figur 12). Så mens du ser på sammenslutning av kromosomavvik med andre tumoregenskaper, stratifisert vi analysene av MSI status. Vi har også analysert MSS og MSI tilfeller kombinert, og resultatene var meget lik MSS tilfeller bare (resultatene er ikke vist). Detaljerte sammenligninger av alle regioner med forsterkning og delesjon i 62 MSS CRC-prøver med hensyn til forskjellige kreft og pasientens karakteristika er presentert i Tabell S2, S3, S4, S5, S6. Et sammendrag av disse analysene er presentert i Tabell 3 og Tabell 4 for MSS og MSI tilfeller hhv. Blant de MSS tilfeller (se tabell 3), angående histologisk diagnose, slettinger på 18q12.1 og 15q15.3 ble oftere funnet i adenokarsinom i forhold til mucinous adenokarsinom, som støtter funnene i Kazama Y et al. [27]. Angående svulst beliggenhet, noen CIN var eksklusivt til venstre sided CRC, inkludert forsterkning ved 20q13.2 og 13q34 regioner. Når svulst gradering ble vurdert, noen CN endringene var nesten eksklusivt til lave svulster karakter, for eksempel sletting ved 18q21. Deleted18q21 region kode totalt 227 transkripsjoner (inkludert flere transkripsjoner fra det samme genet). Vurderer bare gener med minst 90% overlapping i regionene i Aneuploidy, var det tre transkripsjoner i den slettede 18q21 regionen. Disse transkripsjoner er fra onkogener
RAB27B Hotell og
CCDC68
, noe som tyder på at sletting av denne regionen i lavgradige tilfeller kan være en beskyttende, reaktiv endring. På samme måte forsterkes region av 13q31.1 inneholder transkript fra genet
SPRY2
, som er assosiert med mikrotubuli, men kan virke som en antagonist av fibroblast vekstfaktor (
FGF
) i stimulerte celler. Forsterkningen av
SPRY2
i lavgradige svulster samt lymfeknute negative tumorer (se nedenfor) kan spille en viktig rolle ved å hemme tumorvekst og invasjon funksjon av
FGF
. Når vi så på cytogenetiske endringer knyttet til iscenesettelse, fant vi at forsterkningen av 20q13 og sletting av 1p35 var hyppigere i stadium 1 svulster, sammenlignet med trinn 2 og 3; der som forsterkning av 5p12 ble oftere sett i trinn 2. Når det gjelder lymfeknutemetastase, flere presiseringer (5p15.2, 5p13.1, 13q31.1 og 20q13.2) ble oftere funnet i lymfeknute negative saker i forhold til lymfeknute positive tilfeller, muligens antyder forsterkning av disse regionene til å være beskyttende mot lymfeknutemetastase. Vi har også validert CN endringer funnet fra denne SNP array-data ved real-time PCR samt ved å kjøre PCR produktet på Agilent BioAnalyzer 2100 ved hjelp av DNA 12000 chips med flere amplikonene (data ikke vist). Vi valgte to gener for validering eksperiment –
Cyp24A1
fra 20q13.2 region, forsterkning av dem var signifikant assosiert med lymfeknutemetastase og
RAB27B
fra 18q22.2 region sletting av som var betydelig assosiert med tumor grad i kombinerte analyser
Forsterkning regionene er vist i rødt.; slettings regioner er vist i blått; regioner med ingen signifikant endring er vist i grønt. Hver kolonne representerer en enkelt prøve.
Sammenligning med cytogenetiske funn i annen kreft
Vi har sammenlignet de genomiske regioner med CN endring identifisert i vår studie til genomisk regioner rapportert av andre forskere å ha CN endring i andre kreftformer. Disse studiene brukte CGH arrays, snarere enn SNP arrays brukt i vår studie. Tidligere studier på prostatakreft [37] – [40], lungekreft [41] – [43] og magekreft [44] – [46] fant noen felles områder av forsterkning og sletting at vi også oppdaget i CRC i vår studie. Den Venn-diagrammer i kromosomavvik figur 13a og 13c viser i CRC og minst ett annet kreft. Det var 60 vanlige områder av amplifisering og 33 felles regioner av delesjon henholdsvis, hvis steder er vist i ideogrammet på figur 13b og 13d. Det kan bemerkes at presiseringer av 5p, 8Q, 20Q og deler av 9p21 og 13q13 var felles for flere kreftformer. Tilsvarende delesjoner av 8p, 17p, en stor del av kromosom 18 og partier av 1p og 9p21 var også felles for flere kreftformer. Derfor legemidler rettet mot disse regionene kan vise lovende resultater i flere ulike kreftformer
(a) Regioner med forsterkning i vår studie (rød sirkel) ble også funnet i tidligere studier av andre faste kreftformer (grønn sirkel).; flere er også kjent for å være nedregulert av legemidler som er godkjent eller under utvikling (blå sirkel). (B) Lokalisering av de vanligste områdene av forsterkning i vår studie og tidligere studier av andre faste kreft (skjæringspunktet mellom røde og grønne sirkler i fig. 13a) er vist. (c) Regioner av sletting i vår studie (rød sirkel) ble også funnet i tidligere studier av andre faste kreftformer (grønn sirkel); flere er også kjent for å være oppregulert av legemidler som er godkjent eller under utvikling (blå sirkel). (D) Plassering av de vanligste områdene av sletting i vår studie og tidligere studier av andre faste kreft (skjæringspunktet mellom røde og grønne sirkler i fig. 13d) er vist.
terapeutiske mål Database kamper
Den terapeutiske mål database (TTD) (versjon 4.3.02, 7 juli 2011) [47] er en offentlig tilgjengelig database over genprodukter som er kjent for å være målrettet av en eller flere rusmidler. Vi søkte etter gener som overlappet med regionene betydelig forsterkning og sletting i vår studie for å identifisere stoffer som er rettet mot de aktuelle gener. Totalt 1,229 gener ble identifisert som bor i de 115 regionene med forsterkning (100% overlapping med forsterkningen regionen i minst 10% av CRC tilfeller) og 920 gener ble identifisert bosatt i 60 regioner med sletting (100% av genet overlappende med de slettede regionene hos minst 10% av CRC tilfeller). Detaljene i disse regionene er presentert i tabell S8 (forsterkning) og S9 (sletting).
For gener som ligger i forsterknings regioner, vi søkte på medikamenter som virker som antagonister, antistoffer, eller hemmere. Vi fant totalt 29 forsterkede områder (av 115, se figur 13a) huse 39 gener som for tiden blir målrettet av 248 forskjellige stoffer av disse typene. Det skal bemerkes at 20 av disse regionene (av 29) er også forsterkes i andre kreftformer. Etter unntatt legemidler som godkjenningsstatus ikke er kjent, eller avviklet i noen fase av narkotika rettssaken, var det totalt 69 tilgjengelige medikamenter (4 antistoffer, 18 antagonister og 47-hemmere) i ulike faser av rettssaken for ulike formål. De godkjente relevante legemidler rettet mot disse forsterkning regionene er vist i tabell 5 (for fullstendig liste, se tabell S7a).
På samme måte, for gener som ligger i de sletting regionene, vi søkte på medikamenter som virker som aktivatorer , agonister, eller indusere. Vi fant totalt 10 regioner av sletting (av 60 identifisert i denne studien, se figur 13c) huse 11 kjente gener som for tiden blir målrettet av 29 forskjellige medikamenter. Det skal bemerkes at slettingen i alle disse 10 områdene finnes også i andre kreftformer. Etter lignende filtrering, slik vi gjorde for regioner av forsterkning, fant vi totalt 21 tilgjengelige medikamenter (en induser, 6 aktivator og 14 agonister) i ulike faser av rettssaken for ulike formål (for fullstendig liste, se tabell S7b). Kun godkjente relevante legemidler rettet mot disse sletting regionene er vist i tabell 6.
Neste identifiserte vi forsterket eller slettet gener som ennå ikke er rettet av noen kjente stoffet i TTD. Figur 13a viser at det finnes 40 flere regioner av forsterkning felles for CRC og andre kreftformer, som ennå ikke utforsket for legemiddelutvikling. Disse regionene havn totalt 207 mulige genet mål (inkludert en rekke mikro-RNA og SNO) [data ikke vist i denne artikkelen, og vil bli behandlet i påfølgende publikasjon]. Figur 13c viser også at det er 23 flere regioner av sletting felles for CRC og andre kreftformer, som ennå ikke er utforsket for legemiddelutvikling.
Vi har også sett på agonistiske medikamenter som mål gener, forsterkning av noe som kan beskytte mot metastasering. Vi fant en rekke gener oftere forsterkes i lymfeknute negative tilfeller enn lymfeknute positive saker. Etter søk på TTD for disse genene, fant vi en rekke agonist narkotika på ulike stadier av utviklingen mot
CHRNA4, EGFL7, GRIN1, HRH3, NTSR1, PTK6
gener. Som for eksempel Varenciline (godkjent legemiddel for røykeavvenning) eller AZD1446 (fase II gjennomført for kreft og Alzheimers sykdom) er agonister for
CHRNA4 plakater (kolinerge nikotin reseptor) og kan testes om det ville være nyttig å hindre eller forsinke lymfeknutemetastase i CRC.
Diskusjoner
Vår studie er en av de første og største til å bruke en så høy tetthet SNP array på paret Dypfryst vev (tumor og sunn) fra CRC pasienter fra en sørøstasiatiske befolkning til å identifisere CIN og korrelere disse avvikene med mange kliniske og histopatologiske parametre. For første gang har vi illustrert tolkningen av CN og BAF data fra disse SNP arrays i CRC vev for å forstå de ulike underliggende mekanismene for disse CIN. Imidlertid kan det bemerkes at SNP arrays ikke kan oppdage trans. Kromosomale abnormaliteter i CRC har blitt studert for det meste ved hjelp av enten CGH eller aCGH) [5] – [8], [10] – [12], [14] – [22]. I motsetning til SNP matriser, disse plattformene må rene og ublandede celler for tolkningen av genomiske abnormaliteter, og gir ikke BAF-data. Imidlertid ikke SNP arrays ikke krever rene eksempler, ettersom BAF mønstre klart angir hvor stor andel av celleblandingen (mosaicism) i selve svulsten. Vi har presentert noen eksempler på dette.
Ved hjelp av stort antall sammenkoblede prøver, identifiserte vi en rekke genomiske presiseringer og slettinger i CRC vev som ble også rapportert i tidligere studier, med den hyppigst rapporterte gevinster i 20Q , 13q, 7p, og 8q og tap i 17p, 18q, 8p, 4Q, og 5q [5] – [8], [10] – [12], [14] – [22]. Andel av prøver som viser CIN i et bestemt genomisk region kan variere fra studie til studie, avhengig av pasientens valg og oppløsningen av rapporterte cytoband regioner. For eksempel, forsterkning i 20q13.2, i våre uselekterte prøver, ble funnet i 24% tilfeller, sammenlignet med 43% til 81% i andre studier [5], [6], [14], [15]. Det kan bemerkes at i rekken av Douglas et al. (Som viser gevinst på 20q13.3 i 81% prøver) inkluderte bare de CIN + tilfellene [6]. I vår studie ble delesjon i 18q funnet i 20% tilfeller, sammenlignet med 36% til 60% i andre studier [5], [6], [14], [15]. Innenfor våre prøver også var andelen CIN i ulike genomiske regioner var høyere i MSS tilfeller enn i MSI (se Figur 12).
Vår studie tyder på at visse kromosomavvik kan være korrelert til histopatologiske undergrupper for CRC, celle differensiering, svulst plassering og lymfeknutemetastase, og så at dette kan være nyttig i å indikere passende behandlinger og identifisere framtidige gen mål for personlige behandlinger. Som en tidligere studie [25], i venstre sidig svulster, vi også identifisert en sletting i 18q12.1 (23% av prøvene i vår serie). I tillegg identifiserte vi presiseringer i 20q13.2 og 13q22 og slettinger i 8p21.3. Ingen vesentlige presiseringer eller slettinger ble observert i høyresidig svulster i disse regionene, noe som tyder på at disse endringene er spesifikke for venstresidig CRC. Venstre- og høyre-sidig svulster utvikler via ulike veier: svulster med MSI blir oftere funnet på høyre side av tykktarmen, og svulster med CIN noe oftere funnet på venstre side [11], [28], [48] . Vår studie bekrefter denne fordelingen.
I vår studie, 87% av tumorprøver var adenokarsinom (for det meste ligger i venstre colon) og 13% var mucinous adenokarsinom (hovedsakelig lokalisert i høyre colon). Vi fant ut at slettinger i 15q15.3 og 15q21.1 var assosiert med adenokarsinom. Kazama et al (2005) viste at mucinkjertler adenokarsinomer er mer sannsynlig å vise MSI snarere enn CIN [27]. Imidlertid mucinkjertler karsinomer har større sannsynlighet for å utvikle metastaser i lymfeknutene og peritoneum enn adenokarsinom [49].
som finnes i andre studier [10], [16], [21], [26], [ ,,,0],29], vi fant forsterkning av 20q13.2 og sletting av 17p12 å være vanlig i tidlig stadium i CRC, noe som tyder på at disse hendelsene inntreffer tidlig i CRC kreftutvikling. I tillegg, fant vi forsterkning av 5p15.2 og sletting av 1p36.21 å forekomme i 25% av tilfellene stadium I, sistnevnte som er funnet tidligere for å være assosiert med adenomer og tidlig fase sykdom [29]. Imidlertid har andre forskere korrelert tap av 18q og 19p med stadium I sykdom [16].
