Abstract
Mål
DNA avvik som forårsaker kolorektal kreft (CRC ) forekommer i flere trinn som involverer mikro ustabilitet (MSI) og kromosom ustabilitet (CIN). Heri, studerte vi CRC fra AA pasienter for deres CIN og MSI status.
Experimental Design
Array CGH ble utført på 30 AA colontumorer. MSI status ble etablert. De CGH data fra AA ble sammenlignet med publiserte lister over 41 TSG og onkogener i kaukasiere og 68 kreftgener, foreslått via systematisk sekvensering for somatiske mutasjoner i tykktarm og bryst svulster. Pasienten-by-pasient CGH profiler ble organisert i et maksimum parsimony cladogram å gi innsikt i svulstene «avvik avstamning.
Resultater
CGH analyse viste at CIN var uavhengig av alder, kjønn , scene eller sted. Men både antall og type avvik synes å avhenge av MSI status. MSI-H-tumorer gruppert sammen i cladogram. Kromosomene med de høyeste tallene for CGH avvik var 3, 5, 7, 8, 20 og X. kromosom X ble først og fremst forsterket hos mannlige pasienter. En sammenligning med kaukasiere viste en samlet lignende avvik profil med få unntak for følgende gener; THRB, RAF1, LPL, DCC, XIST, PCNT, STS og gener på 20q12-q13 cytoband. Blant de 68 kan genene, alle viste noen grad av endring i vår kohort.
Konklusjon
Kromosom X forsterkning i mannlige pasienter med CRC fortjener oppfølging. Den observerte CIN kan spille en markant rolle i CRC i Aas. Den clustering av MSI-H-tumorer i global CGH dataanalyse antyder at kromosomavvik er ikke tilfeldig
Citation. Brim H, Lee E, Abu-Asab MS, Chaouchi M, Razjouyan H, namin H et al . (2012) Genomisk Avvik i en afroamerikansk Colorectal Cancer Cohort avslører et MSI-Specific profil og Kromosom X Amplification hos mannlige pasienter. PLoS ONE 7 (8): e40392. doi: 10,1371 /journal.pone.0040392
Redaktør: Daniela Aust, Universitetssykehuset Carl Gustav Carus, Tyskland
mottatt: 15 februar 2012; Akseptert: 6 juni 2012; Publisert: 6. august 2012 |
Copyright: © Brim 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 Grant # CA102681, finansiert av National Cancer Institute (NCI), National Institutes of Health, ved egenutført Research Program av National Institutes of Health, National Cancer Institute og National Library of Medicine, og ved forskningssentre i Minoritets institusjoner (RCMI). 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
Flere studier har undersøkt mekanismer for DNA-endringer som fører til tykktarmskreft (CRC), som er den tredje vanligste kreftformen i USA [1]. CRC forekomsten er høy i afrikansk-amerikanere (AAS), blant dem det fører til en høyere andel av dødsfall enn i andre populasjoner (1). Mest CRC oppstår fra adenomer, i en prosess som er beskrevet som adenom-karsinom-sekvensen [2]. Initiering og progresjon av CRC er knyttet til endringer i funksjon av onkogener og tumorsuppressorgener
Tre viktige mekanismer for genomisk ustabilitet i CRC har blitt beskrevet. Mikro ustabilitet (MSI), Kromosom ustabilitet (CIN), og mer nylig CpG island metylering fenotype (CIMP). Overdreven promoter metylering av hundrevis av gener resulterer i CIMP er en del av epigenetisk ustabilitet i CRC. Mer enn én mekanisme kan forekomme i samme tumor. I MSI, som forekommer i ca 15% av CRC, er DNA mismatch-reparasjonsgener enten mutert eller denaturert fører til svulster med en mikro ustabilitet fenotype (betegnet MSI-High, MSI-H, eller MIN) [3].
i motsetning er CIN fenotype preget av globale genomiske rearrangements følge av slettinger, presiseringer og trans av kromosomfragmenter [4]. CIN resultater fra spesielle mutasjoner eller regulatoriske stanse av genet taushet kan manifestere seg som strukturelle defekter som involverer sentromerer eller centrosomes, microtubule dysfunksjon, telomere erosjon, kromosom brudd og svikt i cellesyklus sjekkpunkter [5]. I denne studien fokuserer vi på de to mer studert mekanismer, MSI og CIN. Mekanismen for MSI ble først karakterisert i sammenheng med en underkategori av CRC kalles arvelig non-polypose kolorektal kreft eller Lynch syndrom, der pasienter har heterozygote gremlin mutasjoner av gener som
MLH1 Hotell og
MSH3
[6]. Oppkjøpet av tilbakevendende kromosom gevinster og tap i progresjon fra høyverdig adenomer til invasive karsinomer har gjentatte ganger blitt funnet i CIN CRC svulster [7]. CIN resultater fra spesielle mutasjoner eller genet omorganisering og som kan manifestere seg som strukturelle defekter som involverer sentromerer eller centrosomes, microtubule dysfunksjon, telomere erosjon, kromosom brudd og svikt i cellesyklus sjekkpunkter (5). En av de tidligste Drag genetiske avvik under CRC progresjon innebærer kromosom 7 kopinummer gevinster som er observert i noen kolon adenomer samt [8]. På senere stadier av tumorprogresjon, andre spesifikke kromosomavvik blitt mer vanlig, for eksempel gevinster på kromosomer 8Q, 20Q [9], 7, 13 [10], [11] og kopiere nummer tap på kromosomene 8p, 17p, 18q [10 ], [12] 15Q og 20Q [13]. For noen år, ble CIN og MSI svulster betraktet som gjensidig utelukkende, og det ble antatt at MSI svulster har vanligvis stabile, diploide Karyotyper [14], [15]. Imidlertid har nyere studier har funnet at MSI og CIN kan forekomme i samme tumor [16], [17]. Trautmann et al. funnet at minst 50% av MSI-H-tumorer har en viss grad av samtidige kromosomale endringer [18]. Selv om det bevis for en viss grad av CIN kunne observeres i de fleste av MSI-H-tumorer, blir mønsteret av spesifikke Avvik mellom MSI-H og MSS tumorer fremdeles dårlig forstått. MSI-H-tumorer tendens til båtplass gevinster kromosomer 8, 12 og 13 og tap av 15Q og 18q, mens MSS svulster har en høy grad og variabel utvalg av kromosomavvik [13], [18]. Kromosomale avvik, som er homozygote og heterozygot delesjoner eller presiseringer, endre DNA-kopi antall store genomiske regioner eller til og med hele kromosomarmer, som fører til inaktivering av tumor-suppressor-gener eller til aktivering av onkogener. Lassmann et al. studerte 287 mål sekvenser i kaukasisk kolorektal tumorcelle DNA og funnet avvik i bestemte områder av kromosomer 7, 8, 13, 17 og 20 [19].
Studier som utforsker differensielt uttrykte gener som forårsaker tumorigenesis eller svulst utvikling kan føre til å oppdage konkrete mål for kreftbehandling og øke vår forståelse av prosessen med tumorigenesis. Vi har tidligere publisert resultater fra et genom bred analyse av 15 AA CRC svulster [20] som microduplications er hovedsakelig til stede i kromosomene 20Q, 8q og 7q mens microdeletions oppstå i 18q, 8p og Xp i Aas. Den hyppigst forsterkes regionen var 20q12-13 som inneholder genene:
TNFSF6B, PTPN1, PRPF6 Hotell og
NCOA3
. De hyppigst slettet gener var
LPL product: (33%),
HIC1 product: (33%), og
BCL2 product: (27%) på kromosomene 8p22, 17p13.3 og 18q21.3, henholdsvis. Vår studie viste at det er tilbakevendende avvik i CRC involverer kromosomer 20, 18, 17, 8 og 7 delt med kaukasiske CRC pasienter. I tillegg avvik på kromosomer 11, 17p og X kan være fremtredende i Aas.
Basert på disse funnene, vi hypotese at kromosomavvik i CRC fra AA pasienter, hvis validert i en større kohort, kan være nyttig for studere raseforskjeller og sykdoms ulikhet statistikk i AA befolkningen. Derfor undersøkte vi CIN og status i en større kohort av ekstra AA CRC pasienter og sammenlignet våre resultater med resultatene i kaukasiere [19] samt en liste med tykktarmskreftgener etablert av Sjöblom et al. basert på deres sekvensering av 13,023 gener i 11 colontumorer [21]. Vi utførte også en parsimoni fylogenetisk analyse av alle registrerte genomiske avvik å identifisere genomiske signaturer som kan assosiere med kliniske og patologiske kjennetegn ved de analyserte CRC. Den generelle Målet med denne studien var å identifisere kromosomavvik i afrikansk-amerikanske CRC å avgrense de spesifikke genomiske hendelsene CIN i dette høy risiko befolkningen.
Materialer og metoder
Etikk erklæringen
Denne studien ble godkjent av Howard University Institutional Review Board, og skrevet, ble informert samtykke innhentes fra alle deltakerne.
Pasient utvalg
Fersk frosne arkiverte prøvene ble brukt. Colonic biopsier (n = 30) ble hentet fra afrikansk-amerikanske pasienter som gjennomgår koloskopi ved Howard University Hospital. Denne studien ble godkjent av Howard University Institutional Review Board. Kliniske data som er samlet på hver pasient inkludert rase, kjønn, assosiert tidligere medisinsk historie, medikamentbruk, og familiehistorie med tykktarmskreft. Pasientene ble ansett som kvalifisert hvis koloskopi resulterte i en første diagnose av kreft i tykktarmen, bekreftet av histopatologi. Fra medisinske poster, ble klinisk informasjon samlet og registrert basert på det amerikanske Joint Committee on Cancer (AJCC) iscenesettelse system. Alle pasientene i denne studien var afro-amerikanere ved selvrapportering.
Prøve utvalg og DNA-ekstraksjon for utvalg komparativ genomisk hybridisering (aCGH)
Friske tumorvev ble kuttet i 5-mikrometer tykke seksjoner på Superfrost lysbilder (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). Tumor og normale områder ble avgrenset av en patolog med matchet hematoxylin og eosin (H E) lysbilde ble microdissected som DNA ble ekstrahert ved hjelp Puregene kit i henhold til produsentens instruksjoner (Qiagen, Germantown, MD). Målet med den mikrodisseksjon var å minimalisere kryss-kontaminering av normale og tumorvev, som kan påvirke resultatet av eksperimentet.
MSI analyse
DNA fra de analyserte tumorer ble anvendt som en templat i PCR-reaksjoner med fem primerpar, svarende til standard panel for MSI deteksjon i koloncancer prøver (BAT25, BAT26, NR21, NR22 og NR27), som beskrevet tidligere [22], [23], [24]. Prøvene som viste minst to PCR-fragmenter med størrelser som er forskjellige fra villtype ble merket mikro ustabilitet høy (MSI-H), ble de med bare en ustabilitet markør-merket mikro ustabilitet lav (MSI-L), mens de med alle PCR-fragmenter med den forventet størrelse ble merket som mikro stabil (MSS) [22], [23], [24].
Comparative genomisk hybridisering (CGH) eksperimenter
i disse eksperimentene vi studerte kromosomaberrasjon profiler i de 30 CRC prøver. Vår referanse kontroll ble enten matchet normal eller kommersielt anskaffet sex-matchet normal DNA (Promega, Wisconsin, WI). Vev ble evaluert av en GI patolog for analyse av histologiske funksjoner, inkludert størrelse, type, plassering og patologiske kriterier av karsinomer. En oligo microarray-basert chip som inneholder 105.000 mennesker sonder (Agilent, Santa Clara, CA, www.agilent.com) ble brukt for CGH analyse. For hvert aCGH forsøk ble 1,5 ug av referanse-DNA og 1,5 pg av tumor-DNA benyttet. I korthet, ble test- og referanse-DNA spaltet med
Alu
I og
Rsa
I (Promega, Madison, WI), og renset med QIAprep Spin Miniprep kit (Qiagen, Germantown, MD) . Test DNA (1,5 ug) og referanse-DNA (1,5 ug; Promega) ble merket ved tilfeldig priming med henholdsvis Cy5-dUTP og Cy3-dUTP, ved hjelp av Agilent Genomisk DNA Labeling Kit Plus. Etter merkingsreaksjonen, ble individuelt merket test- og referanseprøver konsentreres ved hjelp av Microcon YM-30 filter (Millipore, Billerica, MA) og deretter kombinert. Etter sonde denaturering og pre-annealing med
Cot-1
DNA, hybridisering ble utført ved 65 ° C med rotasjon i 40 timer ved 20 rpm. Fire trinnene ble utført med Agilent Oligo CGH vaskinger: vaskebuffer 1 ved romtemperatur i 5 min, vaskebuffer 2 ved 37 ° C i 1 minutt, en acetonitril skylle ved romtemperatur i 1 min og 30 sek vask ved romtemperatur i Agilent stabilisering og Tørking Solution. Alle lysbildene ble skannet på en Agilent DNA microarray scanner. Data, inkludert kopiantall Variasjoner ble oppnådd ved Agilent Feature Extraction programvare 9 og analysert med Agilent Genomisk Workbench 5.0-programvare ved hjelp av statistiske algoritmer z rille og ADM-2 ifølge sensitivitetsterskelen henholdsvis 2,5 og 6,0 og en glidende gjennomsnitt vindu på 0,2 Mb. Kartleggingsdata ble analysert på det menneskelige genom sekvens bruker NCBI databasen bygge 35 også kjent som hg17 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov).
Computational analyse av gener målrettet av kopitall avvik
for å finne ut av hvilke gener ble vunnet eller tapt i hver tumorprøve, sammenlignet vi genomiske plasseringer av disse genene med de fått og mistet intervaller i «IntervalBasedReport» produsert (ADM-2) for hvert tilfelle av matrise CGH programvare. For å gjøre denne sammenligningen, utviklet vi UNIX skript og programmer i C og Perl. En del av IntervalBasedReport er omfanget av hver gevinst eller tap, som gjorde oss i stand til å filtrere de resulterende resultater etter ordre fra sin størrelse og beholde bare de hendelser som var over terskelen til 1,2 ganger for gevinster og under terskelen 0,8 ganger for tap.
Parsimony fylogenetisk analyse av CGH mikroarray data
Microarray dataanalyse generelt fokusert på spesifikke gener med kjent relevans for patologi på hånden. Her har vi tatt alle kromosomavvik hensyn til å gjennomføre en parsimoni fylogenetisk analyse. Kort fortalt, for å finne ut fordelingen av avvik for hver prøve i forhold til de totale avvik av alle eksemplarer av følgende prosedyre ble utført: alle avvik av alle kreftprøver ble oppsummert og duplikater fjernet; avvik liste hver prøve var i forhold til den totale listen over avvik og hvert avvik scoret som finnes (1) eller fraværende (0), denne polariteten vurderingen produsert en ny data matrise av CGH data. Den nye datamatrise ble behandlet for å oppnå maksimal parsimoni med MIX algoritme (i PHYLIP analysepakke for å produsere de cladograms.
Statistisk analyse
numerisk data ble uttrykt som gjennomsnitt ± standardavvik (SD). t-test eller en-veis analyse av varians (ANOVA) ble anvendt for sammenligning av midler. kategorisk variabler ble sammenlignet ved hjelp av chi-kvadrat-test. P-verdier som er mindre enn 0,05 ble betraktet som signifikant. Statistisk analyse ble utført ved hjelp av SPSS 19.0 programvarepakke (IBM Corp., Somers, NY, USA).
Resultater
Kjennetegn på de analyserte prøvene
Vår studie kohort var omfattet av 30 tykktarm kreft fra AA pasienter. menn og kvinner ble likt representert i denne gruppen. gjennomsnitts~~POS=TRUNC alderen~~POS=HEADCOMP var 63,5 [SD = 1,1]. svulstene ble forlatt ensidig i 9 pasienter (5 hanner og 4 hunner) og høyresidig i 21 pasienter (10 menn og 11 kvinner). De fleste svulster (n = 27) ble moderat differensiert, en var dårlig differensiert mens to var godt differensiert. Halvparten av tumorer (n = 15) var av scenen tre, ni svulster var trinn 2, tre var stadium 4, og tre var trinn 1 (tabell 1).
MSI analyse
MSI resultater ble oppnådd for alle pasienter i denne studien. Av disse 30 prøvene, 21 var mikro stabil, 4 var mikro ustabil-lav (MSI-L) og 5 var MSI-H. Alle MSI-H-tumorer var proksimale mens MSI-L tumorer ble likt fordelt i hele tykktarmen. Ingen foreninger ble funnet med andre kliniske og demografiske data. (Tabell 2).
Genomisk endringer i ulike kromosomer
Alle kromosomer ble næret et spekter av endringer i flere svulster. Kromosomene som hadde færrest avvik var kromosomene 15 og 21, med henholdsvis 16 og 19 avvik; kromosom 8 hadde flest avvik (n = 48). Andre kromosomer med høy aberrasjon teller var kromosomer 3, 5 og 7 med 44, 41 og 47 avvik hhv. Mannlige og kvinnelige pasienter viste en tilsvarende fordeling av endringer unntatt på tre kromosomer: 1) kromosom X ble først og fremst forsterket hos menn (10/15 menn vs 4/15 hunner), 2) kromosom 20 ble også først og fremst endret på mannlige pasienter, og 3) kromosom 18 hadde flere endringer i kvinner.
Genomisk endringer per sak
i alt 764 avvik ble rapportert for alle prøvene (gjennomsnitt på 25,46 per svulst). Svulsten med minst antall avvik hadde to mens den med flest avvik hadde 99. Pasienten med flest avvik var 51 år mann med en scene 2 svulst, mens den med minst avvik var en 65 år gammel mann med en scene en svulst. Totalt har antall kromosomavvik ikke ut til å være enten alders- eller scenemessige (tabell 1 3). De 15 kvinnelige pasienter hadde totalt 358 avvik med et gjennomsnitt på 23,8 per pasient. Mannlige pasienter hadde 406 avvik med et gjennomsnitt på 27 per svulst. Den statistiske analysen viste at antallet avvik per sample ikke forbinder med kliniske eller demografiske parametere (tabell 4). Et unntak fra denne regelen var MSI-H-tumorer som viste færre avvik sammenlignet med ikke MSI-H CRC, men det var ikke nok MSI-H prøver å oppnå betydning (tabell 4).
Sammenligning av aCGH data med CRC KAN gener
en sammenligning av våre aCGH data med en liste over 68 gener er identifisert gjennom sekvensering av 11 tykktarmskreft svulster viste at alle disse genene, med unntak av
ACTL9
, endres i det minste i en av de 30 svulstene analysert her. De endrede gener viste forskjellige frekvenser og typer avvik (tabell 5). Sammenlignet med kaukasiske, ble følgende gener overveiende forsterkes i AA befolkningen:
ADAMST18, CD248, CSMD3, EPHB6, ERGIC3, EXOC4, GALNS, Gnas, KR73. LMO7, MLL3, MMP2, NF1RUNX1T1, SFRS6SLC29A1, SLC44A4TP53, UQCRC2
, og
ZNF442
. Disse genene ble amplifisert i det minste en tredjedel av de testede prøvene. Slettinger var mindre utbredt og de mest slettet gener på kandidatlisten er:
ADAM29, APC, FBXW7, HAPLN1, NF1, SMAD2, SMAD4, etter og
TP53
.
SMAD2 Hotell og
SMAD4
ble slettet i 16 av 30 prøver (Tabell 5).
komparativ analyse av aCGH data mellom Aas og kaukasiere
Lassmann et al. undersøkte aberrasjon status av 41 kjente onkogener og tumorsuppressorgener i CGH data fra 22 kaukasiere [19]. Vi sammenlignet utfallet av deres analyse med våre data fra afroamerikanske pasienter. Totalt sett de to populasjonene viste lignende aberrasjon profiler for genene er oppført i tabell 5. Men noen forskjeller ble bemerket for følgende gener;
THRB, RAF1, LPL, DCC, XIST, PCNT, STS, etter så vel som mange gener på 20q12-q13 cytoband (tabell 5, figur 1)
NC.: ingen endringer, C: endringer, N: antall prøver i cluster-den andre sifret innenfor klyngene svarer til node tall
fylogenetisk analyse av CRC aCGH data
maks parsimoni fylogenetisk analyse ble utført på de CGH data gjennom MIX algoritme (i PHYLIP analysepakken [25]) for å fremstille den fylogenetiske cladogram. Den genererte cladogram forgrenet i to hoved clades og dele og ytterligere underavdelinger i klynger er oppsummert skjematisk i Figur 2. En clade inkluderte 22 pasienter (høyresidig CRC: 63%, menn: 50%, høyere stadium [ 2]: 59%) som inkluderte alle MSI-H prøver. Den andre clade inkluderte 8 pasienter (høyresidig CRC: 87%, til mann: 50%, høyere stadium 2: 71%, alle var ikke-MSI den første clade av 22 pasienter ble videre delt inn i to mindre grupper med 14. (høyresidig CRC: 57%, menn: 43%, høyere stadium [ 2]: 43%) og 8 (høyresidig CRC: 75%, menn: 62%, høyere stadium [ 2]: 87%, . p = 0,04) pasienter Det er bemerkelsesverdig at 80% (4/5) av MSI-H-tumorer gruppert sammen i løpet av de 14 pasientene «clade (figur 2) Alle disse svulster har et svært lavt antall avvik (. 15 ). Den eneste MSI-H tumor som ikke klynge med de andre har et høyt antall aberrasjoner (63), og som sådan, ble mest sannsynlig drevet av kromosomal ustabilitet i stedet for av mikrosatelitt ustabile.
diskusjon
Genome-wide studier har potensial til å avdekke genetiske markører som kan bidra til å forklare den høyere forekomsten av tykktarmskreft i den afroamerikanske befolkningen. Vi har tidligere gjennomført flere studier på seg rollen som MSI, metylering av CAN-gener og mutasjoner av kjente gener som BRAF og KRAS (21-23, 25), samt en aCGH analyse på et mindre antall CRC fra AA befolkningen (19). Disse studiene var instrumental i å avsløre noen av de spesifikke genetiske og epigenetiske forandringer som oppstår i denne populasjonen. Heri, utdypet vi på vår tidligere arbeid og gjennomført en mikro ustabilitet analyse samt hele genomet analyse av kopinummer avvik i CRC fra AA pasienter (n = 30) med mål om å finne overlappende endringer mellom disse to typer DNA-varianter. Mer spesifikt ble fylogenetisk clustering av svulstene basert på kopiantall data brukes til å vise at MSI-H-tumorer klynge sammen i bakgrunnen av utbredt kromosomal instabilitet, et paradigme som er dårlig forstått i det siste.
AA befolkningen analysert i denne studien var relativt yngre (gjennomsnittsalder på 63,5 år) som reflekterer den uforholdsmessig byrde for CRC blant afro-amerikanere [26], [27]. Sytti prosent av svulstene var proksimale bekrefter en observert populasjonsbasert trenden med svulst plassering i denne populasjonen. Mens 90% av tumorene var moderat differensierte, mer enn 60% høyere enn trinn 2. Disse data tyder på at mange av disse tumorer ville ha dedifferensieres i løpet av kort tid fører til sin invasivitet og metastasering. Disse dataene er tatt sammen kaste litt innsikt i høyere forekomst og aggressivitet av CRC i AAs fra kliniske og patologiske standpunkter.
MSI analyse viste at 5 av 30 testede svulster var MSI-H (17%). Denne MSI-H Kursen blir høyere enn det som rapporteres i den generelle befolkningen [24]. Det er også verdt å merke seg at 4 svulster var MSI-L.
Det var i gjennomsnitt 25,46 kopitall avvik oppdages per svulst basert på våre aCGH resultater. MSI-H-tumorer alene viste en lavere rate av 19,0 avvik, mens de ikke-MSI-H-tumorer viste 26,7 per svulst. Denne kvantitative forskjellen understøttes av konseptet at MSI-L-tumorer, i motsetning til MSI-H-de, blir generelt drevet av kromosomal ustabilitet [28]. Den samlede antall avvik ikke synes å være forbundet med noen av de klinisk-patologisk parametre (Tabell 4). Det var svulster med et høyere antall avvik som synes å ha CIN fenotype, mens det var andre med færre avvik som er mest sannsynlig en utilsiktet-manifestasjon av MSI eller har CIMP fenotype. Vår CGH analyse av noen colonic adenom avslørt mer stabile Karyotyper med færre avvik (data ikke vist).
Kromosomer 3, 5, 7 og 8 ble hyppigst endret i vår gruppe pasienter. Det er flere publikasjoner som rapporterte at disse kromosomene inneholder kreft gener som er relevante for tykktarmskreft, så vel som i andre kreftformer. Kromosom 3 inneholder
MLH1,
en DNA misparringssystemet som fører til MSI-H fenotype ved sletting, mutasjon eller dets transkripsjon stanse [29].
PPM1L,
en annen CRC-genet på kromosom 3, ble vist å ha variabel kopiantall i APC-negative familiær adenomatøs polypose CRC [30]. Kromosom 5 vises 41 avvik likt fordelt på slettinger og presiseringer [20/21].
APC
er en viktig CRC gen på kromosom 5;
APC
spiller en stor rolle i de tidlige trinnene på CRC hendelser både i sporadisk CRC samt i arve FAP syndrom [31]. Kromosom 7 inneholder vaktmester gener, for eksempel
PMS2 product: [32], en DNA misparringssystemet, og TSGs, slik som
PIK3CG product: [33]. Siden TSGs forventes å bli slettet, det uforholdsmessig mye gevinst [35 presiseringer /12 slettinger] på kromosom 7 ganske spennende. Kromosom 8 var den med flest avvik [25 presiseringer /23 slettinger]. Dette kromosom er kjent som hotspot for CRC tumorprogresjon [34].
Et annet kromosom med et interessant mønster av avvik var kromosom X, med 24 avvik (14 presiseringer /20 slettinger). Dette kromosom har blitt beskrevet som bærer av TSGs. Våre tidligere funn, funn låne ytterligere støtte til våre nåværende resultater som kromosom X ble fortrinnsvis forsterket i mannlige CRC pasienter [20]. Faktisk 10 av 15 mannlige pasienter vises forsterkning for kromosom X i forhold til bare fire kvinnelige pasienter. En lignende funn ble observert hos japanske mannlige CRC pasienter [35]. Denne forsterkningen kan tyde på at kvinner med X-kromosomet allel ubalanse kan være mer utsatt for å utvikle kreft.
En sammenligning av våre data med de som ble oppnådd i kaukasiere [19] for 41 kjente onkogener og TSGs avslørte samlet en lignende avvik profil i de to populasjonene. En interessant gen viser befolkningsspesifikke mønstre er
Xist
, en RNA gen X som uttrykk bestemmer mønsteret av kromosom X inaktivering hos kvinner [36].
Xist
ble forsterket i omtrent en tredjedel av både hvite og AA svulster, men ble slettet bare i Aas (13%). Andre X- kromosom relaterte gener med forskjeller mellom populasjonene var
STS
(steroid sulfatase) som primært ble slettet i kaukasiere og forsterkes i AAs og
KAL1, etter et mønster som ligner på
Xist
.
STS
er kjent for å være involvert i kvinnelige kreftformer, som eggstokkreft og brystkreft [37], [38], men ikke mye er kjent om dens potensielle rolle i CRC.
KAL1
ble forsterket og slettet i ulike undergrupper av våre AA pasienter. Jian et al. har vist at
er KAL1
genuttrykk redusert i tidlig fase og økt i senere stadier av kreft [39]. Deres screening av tykktarms, lunge og eggstokkreft cDNA paneler indikerte betydelig reduksjon i
KAL1
uttrykk i forhold til matchende noncancerous vev. Dette uttrykket øket med utviklingen av kreft fra tidligere (I og II) for å senere (III og IV) faser av kreft. Disse funnene kan reflektere at kromosomavvik observert i vårt sett av prøver er scenen spesifikke. Blant autosomal gener,
DCC plakater (Slettet i Colon Cancer) ble slettet i 50% av tilfellene, i motsetning til i kaukasiere hvor det ble oftere forsterket enn slettet. Dens status i AAs er mer i tråd med sin kjente funksjon som en TSG og tap under tykktarm onkogene transformasjon [40]. To sammenhengende gener på kromosom 3,
THRB Hotell og
RAF1
primært forsterket i AAs mens de samme genene ble slettet i kaukasiere.
THRB
genet ble vist å fungere som et onkogen i skjoldbruskkjertelen carcinoma [41], men ikke mye er kjent om dens mulige rolle i tykktarmskreft.
RAF1
er kjent for å være involvert i mange kreftformer (melanom, gastriske og prostata) gjennom genet rearrangementer sammen med andre gener av RAF familien [42]. Tre gener på kromosom 20 (
TPD521.2, Top1 Hotell og
TNFRSF6B
) viste en mye høyere frekvens av forsterkning i AAs enn i kaukasiere. Ikke mye er kjent om
TPD521.2
.
Top1
høyere uttrykk ble vist å være assosiert med brystkreft, hvor det er en prediktor for dårlig prognose [43], men dens rolle i tykktarmskreft er ikke fastslått Antistoff nøytralisering av
TNFRSF6B
i leverkreft cellelinjer hemmet spredning og apoptose [44]. Dette funnet er enig med høyere forsterkning hyppigheten av dette genet i vår kohort.
Når vi sammenlignet våre data til et annet gen liste etablert av Sjöblom et al. [21], oppdaget vi at de fleste av disse genene ble også endret i vår befolkning (tabell 6), med 10 genet blir hovedsakelig slettet og 19 fortrinnsvis forsterket.
TP53
var like forsterkes og slettet i vårt sett av prøvene (i 10 av 30). Det er vel kjent at p53 (TP53) er et tumorsuppressorgen [45] som passer mer for slettingen profil snarere enn dens forsterkning.
SMAD2 Hotell og
SMAD4
var de mest slettet gener i denne kohorten (i 16 av 30). Vi har tidligere rapportert et annet resultat i vår aCGH analyse av 15 AA colontumorer [20]. Men med flere prøver (n = 30) og forbedret programvare for analyse (Genomisk Workbench 6.5), vår nåværende funn er mer i tråd med den kjente TSG status i mange kreftformer [46]. Neurofibromin (NF1) som også tapt i mange prøver av vår årsklasse er kjent for å opptre en TSG i tykktarmen ved å vri den aktive formen av Ras i en inaktiv form [47]. FBXW7, en komponent av SCF (Skp1 /Cullin /F-boks protein) E3 ubiquitin ligase kompleks, fungerer som en tumor suppressor i en rekke vev og målrettet mot flere transkripsjonelle aktivatorer og proto-onkogener for ubiquitin-formidlet nedbrytning. Genet
FBXW7
, som slettes i mange av våre prøver, påvirkninger murine intestinal homeostase og kreft, målretting Notch, Jun, og DEK for degradering [48].
Når det gjelder de forsterkede gener, CD248 (TEM-1) forsterkning i 11 prøvene kan bli rettferdiggjort av sin etablerte rolle i tumor angiogenese [49]. Mens
EPHB6
forsterkes i vår kohort, er dens funksjon kjent for å være en metastase suppressor i ikke-småcellet lungekreft [50], som tyder på at den har en annen funksjon i tykktarmen vev som må karakteriseres ytterligere . En annen overraskende avviket er at
MMP2
ble forsterket i våre AA CRC vev, mens bruk av MMP1 /2-hemmere har vist seg å fremme celle invasjon av CRC cellelinjer in vitro [51].
Gnas
viste seg å bli aktivert gjennom forsterkning primært i eggstokkreft [52] samt gjennom aktive mutasjoner i kolorektal kreft [53]. Våre data her bekrefte at Gnas aktivisering gjennom forsterkning oppstår i tykktarmen også.
Gnas
ble vist til å handle gjennom aktivering av Wnt og ERK1 /2 MAPK trasé som ble vist i Apc (Min /+) mus [53].