Abstract
Bakgrunn
Lungekreft er en ledende årsak til kreft sykelighet. For å bedre forståelsen av molekylære årsaker til sykdom en transgen musemodell ble undersøkt hvor målrettet uttrykk for serin treonin kinase c-Raf til respiratorisk epitel indusert initialy dysplasi og senere adenokarsinomer. Dette gjør at disseksjon av genetiske hendelser assosiert med forstadier og til kreft.
Metodikk /hovedfunnene
Av laser mikrodisseksjon kreftcellepopulasjoner ble høstet og utsatt for hele genomet uttrykk analyser. Totalt 473 og 541 genene ble betydelig regulert, da kreft versus transgene og ikke-transgene celler ble sammenlignet, som gir opphav til tre distinkte og en felles regulatoriske gen nettverk. Ved avanserte stadier av tumorvekst ble observert hovedsakelig undertrykkelse av genekspresjon, men gener tidligere vist å være oppregulert i dysplasi var også oppregulert i solide svulster. Regulering av utviklingsprogrammene samt epithelial mesenchymale og mesenchymale endothelial overgangen var en hall mark av adenokarsinomer. Additionaly, gener som koder for celle adhesjon, dvs. de inte og stramme og gap junction proteiner ble undertrykt, mens ligander for reseptortyrosinkinasehemming som epi- og amfiregulin ble oppregulert. Spesielt, ble Vegfr- 2 og dens ligand Vegfd, samt Notch og wnt signaleringskaskader regulert som var glykosylaser som påvirker cellegjenkjenning. Andre regulert signalmolekyler inkludert guanin utvekslings faktorer som spiller en rolle i en aktivering av MAP kinaser mens flere tumor suppressors dvs. Mcc, Hey1, Fat3, Armcx1 og Reck ble betydelig undertrykt. Endelig kunne synlige molekylære brytere tvinge dysplastiske celler i malignantly transformerte celler bli identifisert.
Konklusjon /Betydning
Denne studien gir innsikt i molekylære pertubations slik dysplasi å komme videre til adenokarsinom indusert av exaggerted c- Raf kinase aktivitet
Citation. Rohrbeck A, Borlak J (2009) Cancer Genomics Identifiserer Regulatory Gene Networks knyttet til overgangen fra dysplasi til Advanced Lung adenokarsinomer indusert av c-Raf-1. PLoS ONE 4 (10): e7315. doi: 10,1371 /journal.pone.0007315
Redaktør: Stefan Maas, Lehigh University, USA
mottatt: 6 juli 2009; Godkjent: 13 september 2009; Publisert: 08.10.2009
Copyright: © 2009 Rohrbeck, Borlak. 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:. Vi ber erkjenne finansiering av departementet for vitenskap og kultur, Niedersachsen, Tyskland; Grant Nummer: 25A.5-76251-99-3 /00 til Juergen Borlak. 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
Den største årsaken til lungekreft er røyking. Mer enn 80% av lungekreftpasienter enten aktivt røyker eller har røykt tidligere, selv om andre faktorer som eksponering for asbest, radon, og genetiske faktorer kan bidra til sykdom i tillegg. Spesielt, ved tidspunktet for diagnose omtrent en tredjedel av pasientene er allerede i et avansert stadium IV sykdoms derfor begrense helbredende terapeutiske muligheter, mens 15-20% av pasientene viser tegn til sykdom på et tidlig stadium. Svulster er klassifisert etter morfologisk utseende og er delt inn i liten celle (SCLC) og ikke-småcellet lungekreft (NSCLC), med NSCLC utgjør ca 75-80% av alle lungekrefttilfellene. Denne gruppen er delt videre inn plateepitelkreft (35-40%) og adenokarsinomer (30-40%), der han som den store cellen og udifferensierte ikke-småcellet lungekreft står for de resterende subtyper [1].
til tross for intensiv forskning de molekylære hendelser som er essensielle for utvikling av lunge adenokarsinomer forbli unnvikende, selv om det er vel etablert, at sykdommen involverer aktivering av onkogener. For eksempel, blir K-ras-mutasjoner påvist i 20-30% av adenokarsinomer og inaktivering av tumorsuppressorgener slik som p53, p16INK4a, og Rb er hyppig observert, så vel [2], [3], [4], [5 ]. Defekter i DNA-reparasjon trasé og cellesyklus sjekkpunkter tillate kreftceller til å akkumulere mutasjoner som er fordelaktig for vekst, invasjon, og spre seg. Av stor betydning er unormal uttrykk for vekstfaktorer, deres reseptorer og deres signalveier som kan føre til uhemmet celledeling. For eksempel er transmembrane reseptor EGFR (epidermal growth factor receptor) uttrykt ved høye nivåer i adenokarsinomer [6]. EGFR og dets ligander, er neuregulins initiere en signaloverføring kaskade involverer mitogen-aktivert protein kinase pathway som utgjør en vekst stimulerende sløyfe i lungekreft [7]. Additionaly ble høy telomerase aktivitet rapportert for primær NSCLC spesielt ved fremskredne stadier av sykdommen, mens i normale hvilende celler telomerase aktivitet er ikke synlig. Det er et behov for en bedre forståelse av den molekylære basis av tumorigensis og mikromatrise studier er medvirkende i dekoding av lungekreft genom. Nylig rapporterte vi den molekylære karakterisering av lunge dysplasi i en c-Raf transgen musemodell som utvikler lunge adenokarsinomer [8], [9]. Nærmere bestemt, er c-Raf en serin /treonin kinase proteine og en direkte nedstrøms effektor av Ras. Den aktiveres av sin GTP-bundet tilstand som respons på ulike ligander gjennom binding til sine beslektede reseptorer, og er involvert i flere signalkaskader. Utilbørlig aktivering av Raf signalering er en viktig hendelse i lunge adenokarsinom og denne musemodell rekapitulerer de genetiske hendelser assosiert med de forskjellige stadier av tumorutvikling, dvs. fra lav til høy grad av dysplasi til høyt og mindre differensierte adenokarsinomer. Det er også holdepunkter for Raf-1 overekspresjon i humane lunge adenokarsinomer [10] og i en fersk rapport c-Raf ble vist å motvirke apoptose indusert av IFNα i humane lungekreftceller [11], [12].
I vår siste undersøkelse fokuserte vi spesielt på de regulatoriske genet nettverk forbundet med dysplasi og identifisert noen molekylære reaksjoner som ble anser som grunning faktorer for malign transformasjon. Vi har nå rapporterer funnene i ca 12 måneder gammel transgene mus for å få ytterligere informasjon ved fremskredne stadier av sykdommen, dvs. utover dysplasi. Ved bruk av laser mikrodisseksjon trykk fløy (LMPC) tumorceller uten kontaminering med normal epitel, blodkar, stromale celler og tumor nekrose kunne isoleres. Genom bredt uttrykk analyser av tumorlesjoner ble så sammenlignet med transgene men ellers normale celler eller ikke-transgene celler. Vi kombinerte mikrodisseksjon med genuttrykk profilering for å fastslå differensielt uttrykte gener som å identifisere de regulatoriske nettverk genet assosiert med adenokarsinom. Vi identifiserte grupper av gener som opptrer i konsert som var spesifikt knyttet til malign transformasjon og vi identifisert kandidat gener og stier som trolig bidrar til progresjon fra lunge dysplasi til kreft. Samlet denne studien identifisert flere regulatoriske gener nettverk spesifikt knyttet til progresjon fra dysplasi til malignantly forvandlet respiratorisk epitel.
Resultater
histologiske forandringer
Som shwon i figur 1, tolv måneder gamle dyr vise multifokal tumorvekst og typiske trekk ved lunge adenokarsinomer. De morfologiske abnormaliteter er knyttet til cellestrukturen, antall celler, og cytologisk utseende av epitelet. Nærmere bestemt er den typiske bronchioloar søyle epitel med vertikalt orientert kjerne erstattet av tumorceller. Svulstene cellene er søyle å kantet med høy kjernefysisk til cytoplasma ratio, merket pleomorphism, og fremtredende nucleoli. Rikelig mitotisk aktivitet, men også tumorassosiert apoptose er observert.
Histologisk analyse av lungevev fra mus transgen for lunge-målrettet uttrykk for hån-1 protein. Lungevev fra en 12-måneder gamle SP-C-c-Raf mus ble delt på 10 mikrometer, fast i metanol /acetig syre og farget med H E. Vi oppdaget flere foci av adenokarsinom. A: Oversikt presentasjon (forstørrelse: × 50), B: adenokarsinom (forstørrelse: × 200).
SAM (Betydningen Analyse av mikromatriser)
Når transgene men ellers uendret lungeceller var sammenlignet med kreftceller totalt 473 betydelig regulerte gener (48 oppregulert og 425 nedregulert) ble bestemt (Supplementary Tabell S1). I en ytterligere sammenligning av ikke-transgene lungeceller med kreftceller 113 oppregulert og 428 nedregulert gener kunne identifiseres (Supplementary tabell S2). For en slik sammenligning, vi bedt om minst to ganger differensielt uttrykte gener til en estimert falske funnrate = 0,001 (tabell 1). Transgenicity alene var assosiert med 16 oppregulert og to ned-regulert gener (Supplementary tabell S3). Vi ytterligere søkte på forskjellig uttrykt gener ved å sammenligne datasett av adenokarsinom vs transgen og adenokarsinom vs ikke-transgen. I en slik sammenligning 426 gener ble regulert til felles (figur 2).
Venn-diagram for betydelig differensial uttrykte gener. Sammenligning av tumor og transgent uforandret lungevev med ikke-transgene prøver. 426 gener ble funnet i svulsten, henholdsvis, som var minst to-ganger uttrykt forskjellig (FDR = 0,001).
Prinsipal komponent analyse (PCA) og hierarkisk genet cluster analyse (HCA)
uttrykk nivåer ble analysert ved GCOS (Genechip kjøreprogramvare) og ArrayTrack programvare. Vi Initial undersøkt dataene i en 34.000 gener × 15 prøver matrise. PCA segregert data i 3 store grupper, nemlig ikke-transgene, transgene og adenokarsinom (figur 3).
Principal komponentanalyse av kreftceller fra transgene SP-C /c-raf musemodell sammenlignet med uforandret lungevev av transgene og ikke-transgene mus. rød, tumor; blå, transgene ikke-tumorprøve; grønne, ikke-transgene prøver.
Vi utførte også hierarkisk genet cluster-analyser og søkte på det nærmeste par uttrykk verdier av 3246 differensielt uttrykte gener som er gruppert sammen. Følgelig er data organisert i et fylogenetisk tre i hvilket grenlengder representerer graden av likhet mellom verdiene. En klar segregering av de analyserte data (adenokarsinom, transgene men uforandret lungevev og ikke-transgene lungevev) ble erholdt (figur 4) og PCA og HCA gruppert data i henhold til deres biologiske tilstand. Tilsvarende genuttrykk data av transgene SP-C /c-Raf lunge ble godt atskilt fra de ikke-transgene og adenokarcinomceller, noe som tyder på en stor forskjell mellom disse gruppene. Strenge cut-offs ble brukt. Med en anslått falske funnrate på 0,1 vi oppnådd i adenokarsinom 2727 betydelig regulerte gener (895 oppregulert og 1832 nedregulert) sammenlignet med transgen men uendret celler og 3765 gener (1401 oppregulert og 2364 nedregulert) i adenokarsinom versus ikke-transgene celler. Sammenligning av disse datasettene resulterte i 2631 gener reguleres til felles i adenokarsinom (data ikke vist).
De normaliserte data ble brukt for Ward Minimum Variance kobling clustering algoritmen. Totalt 3246 differensielt uttrykte gener (gjennomsnittlig kanal intensitet 100, FDR: 0,1, Bad flagg: 5) ble brukt i klyngen dendogram å oppnå en klar segregering av de analyserte grupper (tumor, transgene og ikke-transgene). Expression verdier var fargekodet med en rød grønn skala. Grønn, transkripsjonsnivåer under median; svart, lik median og rødt, større enn medianen.
Pathway analyse av betydelig uttrykte gener
oppfinnsomhet Pathways Analysis (IPA) programvare ble benyttet, og over 75% av regulert gener ble kartlagt til forskjellige nettverk i IPA database. Disse nettverkene beskrive funksjonelle relasjoner mellom genprodukter basert på funnene som presenteres i fagfellevurderte vitenskapelige validerte biologiske veier. Tatt sammen, kan 24 og 30 nettverk defineres for sammenligningen adenokarsinom vs transgen og adenokarsinom vs ikke-transgene celler. Basert på sti analyse de beste 4-nettverk nådd en score på 40 eller høyere, og inneholdt 20 eller flere gener i hvert av nettverkene i sammenligningen adenokarsinom vs transgene celler (figur 5 og 6) og i adenokarsinom vs ikke-transgene celler (figur 7 og 8). Dette viser omfattende samarbeid og samhandling mellom de betydelig regulerte gener i lungekreft. Nettverkene ble spesifikt knyttet cellesignalering, celle adhesjon, spredning og vekst, utvikling og lipid metabolisme (Supplerende Figur S1 og S2). I det følgende vil vi beskrive fremtredende eksempler.
oppfinnsomhet nettverk som genereres ved å kartlegge fokus gener som var forskjellig uttrykt mellom svulst og transgene uforandret lungevev (del I). Hvert nettverk er grafisk vist med gener /genprodukter som noder (forskjellige figurer representerer de funksjonelle klasser av genproduktene) og de biologiske forholdene mellom nodene som kantene (linjer). Lengden av en kant reflekterer bevis i litteraturen som støtter at node-til-node forhold. Intensiteten av noden farge angir graden av opp- (rød) eller nedregulering (grønn) av det respektive genet. En heltrukket linje uten pilen angir protein-protein-interaksjon. Pilene viser retningen av handlingen (enten med eller uten binding) av et gen til en annen. IPA nettverk ble generert på følgende måte: Ved opplasting av gener og tilhørende fold-endring uttrykk verdier (gjøres separat for svulst vs transgen og tumor vs ikke-transgene differensielt uttrykte gener), ble hvert gen identifikator tilordnet den tilsvarende genet objekt i IPA Kunnskaps Base (del av IPA algoritme). Fold-change uttrykk verdier ble brukt til inngåtte gener hvis uttrykk var forskjellig regulert; disse «fokus gener» ble lagt over et globalt molekylære nettverk som finnes i IPA Knowledge Base. Nettverk av disse fokus genene ble deretter algoritmisk generert basert på deres tilkobling og scoret i henhold til antall fokus gener i nettverket, samt i henhold til styrken på sine foreninger.
oppfinnsomhet nettverk generert av kartlegging fokus gener som var forskjellig uttrykt mellom svulst og transgene uforandret lungevev (del II).
oppfinnsomhet nettverk som genereres ved å kartlegge fokus gener som var forskjellig uttrykt mellom svulst og ikke-transgen uforandret lungevev ( del i).
oppfinnsomhet nettverk som genereres ved å kartlegge fokus gener som var forskjellig uttrykt mellom svulst og ikke-transgen uforandret lungevev (beskrivelser se fig. 6) (del II).
Aberrant cellesignale
Vi søkte etter gener som er involvert i cellesignalisering og fant 6 gener å være oppregulert i adenokarsinom varierer mellom 5,9 til 28,1 ganger samt 36 gener for å bli nedregulert varierer mellom -3,8 til -29,4 ganger når transgen men morfologisk uendret lungevev ble sammenlignet. Likeledes 5 gener ble oppregulert mellom 7,4 til 30,0 ganger og 42 genene ble nedregulert (-4,1 til -35,2 ganger) sammenlignet med ikke-transgene lungevevet. Spesielt Pthlh (parathyreoideahormon lignende hormon protein) var 28,1 ganger up-regulert og ble vist å være ansvarlig for hyperkalsemi assosiert med malignitet [13], men nyere studier har avdekket sine vekstregulerende effekter [14]. Ved siden av sine viktige regulerende virkning på kalsium, er det en vekstfaktor for ondartede cellelinjer fra en rekke vev, inkludert de av benet, nyre og prostata [15], [16], [17]. Viktigere er overdrevet Pthlh produksjon hyppig observert i lunge carcinoma cellelinjer og ble funnet å være overuttrykt i alle typer lungekarsinom [18], [19]. I kontrast mellom nedregulert gener flere koden for guanin nukleotid utvekslings faktorer (GEFs). Generelt GEFs stimulere dissosiasjon og utveksling av bundet BNP (guanosin-difosfat) for GTP (guanosin triphosphat) på Ras i respons til oppstrøms stimuli. Dermed bindingen av GTP aktiverer RAS proteiner. I adenokarsinom RasGRP2 er -9,3 ganger nedregulert og en tilsvarende -9,9 ganger nedregulering ble bestemt i en sammenligning med ikke-transgene celler. Spesielt, er RasGRP2 rettet til plasmamembranen ved en kombinasjon av N-terminal myristoylation og palmitoylation [20]. Vi fant RasGRP3 -5,4 ganger nedregulert i adenokarsinom sammenlignet med transgen men ellers uendret celler og -6,9-ganger nedregulert i en sammenligning med ikke-transgene celler. I motsetning til de nedregulert GEFs, fant vi RasGRF1 (RAS protein-spesifikke guanin nukleotid-frigjørende faktor 1) 11,3 ganger oppregulert i adenokarsinom sammenlignet med transgene og 25,4 ganger i sammenligningen adenokarsinom vs ikke-transgen. Nærmere bestemt er RasGRF1 en kalsium-stimulert utveksling faktor for Ras og Rac. I tillegg er RasGRF1 et substrat av tyrosin kinase Src og det synes som oligomerisering av RasGRFs er nødvendig for dets biologiske funksjoner [21].
Overraskende er det Ras-GTPase-aktiverende proteiner (RasGAPs) er ikke regulert i lunge adenokarsinom. Selv om begge de RasGEFs og RasGAPs proteiner er nødvendig for å fullføre en full GTPase-syklus og for å muliggjøre en veksling mellom en inaktiv og aktiv tilstand av Ras, av aktiveringstilstanden av disse Ras-proteiner, men ikke det nivå av ekspresjon, kunne bestemme de cellulære effekter . I tillegg har vi funnet nedregulert Rho guanin nukleotid utvekslings faktorer som ArhGEF15 (Rho guanin nukleotid utveksling faktor 15) (-9,4 ganger adenokarsinom vs transgene /-10,7-fold adenokarsinom vs ikke-transgen), ArhGEF10 (Rho guanin nukleotid utveksling faktor 10) (-5,1 ganger adenokarsinom vs transgene /-6,3-fold adenokarsinom vs ikke-transgen) og Rho GTPase aktivere protein, ArhGAP20 (Rho GTPase aktiverer protein 20) (-6,0 ganger adenokarsinom vs transgene /-8,5-fold adenokarsinom vs ikke-transgen) for å bli undertrykt. Som Ras-proteiner, er disse Rho proteiner aktiveres via ekstracellulære signaler som fører til binding og hydrolyse av GTP og induksjon av nedstrøms effektor molekyler [22].
Ved siden medlemmene av GEF familien vi observerte regulering av molekyler i Wnt signalveien. Faktisk wnt proteinene utgjør en familie av utskilte glykoproteiner som spiller forskjellige roller i utvikling, celleproliferasjon, celle polaritet og celle skjebne bestemmelse [23], [24]. Binding av Wnt molekyler på frizzled transmembrane reseptorer stimulerer en aktivering av Wnt signalveien. Ved aktivering av den kanoniske Wnt signalveien dannelsen av Axin for mediert degradering komplekset blir inhibert og cytosoliske β-catenin er stabilisert. Som en konsekvens β-catenin beriker seg i kjernen til å samhandle med transkripsjonsfaktorene av TCF /Lef familien. Vi observerte Wnt2 (vingeløse relaterte MMTV integrering side 2) for å være -13,8 ganger undertrykt i kreft og -16,2-fold ned regulert sammenlignet med ikke-transgene celler. Viktigere, wnt gener spiller en rolle som formidlere av epitel-mesenchymale interaksjoner i utviklings lunge. Det har vist seg at Wnt2 uttrykkes hovedsakelig i mesenchyme under lunge utvikling [25]. Bevis tyder på at Wnt signalreaksjonsveien er nødvendig for spesifisering og differensiering av lunge epitelceller [26], [27], og spiller en rolle i lungekreft [28], [29]. Likevel, endringer i Wnt signalveien i lungekreft er fortsatt uklart, og er ganske kontroversielt. For eksempel har det blitt rapportert at immunhistokjemisk positiv farging av β-catenin i kjernen ble observert i løpet av mindre enn 10% av de primære ikke-småcellet lunge adenokarsinomer og var forbundet med bedre prognose [30]. I motsetning til dette, rapporter tyder komponenter av Wnt signalveien i metastatisk lungekreft å bli indusert [27]. Videre, i den ikke-småcellet lungekreft cellelinjen H292, p- catenin i tillegg til genene i Wnt signalveien ble opp-regulert [31]. Likeledes ble en oppregulering av Wnt5a observert i lungekarsinom og omtalt i forbindelse med tumorprogresjon [32]. I motsetning til våre resultater, ble Wnt2 rapportert å være økt i menneskelige ikke-småcellet lungekreft vev [33]. Vi har også observert undertrykkelse av Tcf21. Dette proteinet tilhører familien av grunnleggende helix-loop-helix transkripsjonsfaktorer og var -17,7-fold ned regulert i kreft i forhold til transgene og -20,8 ganger sammenlignet med ikke-transgene. Tcf21 er kjent for å forster differensiering av epitelceller ved siden av mesenchymale og er et viktig molekyl for lunge utvikling [34]. Faktisk ble rapportert hyppig arrangøren hypermethylation av Tcf21 i grunnskolen lunge adenokarsinomer [35].
I tillegg endret Wnt signalmolekyler vi fant Notch veien skal reguleres i tillegg. Notch 4 var -6,8 ganger nedregulert i adenokarsinom i forhold til transgene og -7,6-fold ned regulert i sammenligning adenokarsinom versus ikke-transgen. Nærmere bestemt Notch 4 (Notch-genet homolog 4), et medlem av den transmembrane Notch familie av reseptorer er uttrykt primært i embryonisk endotel og i voksen endotel [36]. Ved binding av dens ligand, Delta4, blir denne reseptoren aktiveres. Når den er aktivert, translocates den intracellulære subenheten til kjernene og regulerer transkripsjonen av mange gener og regulerer blant annet vaskulær endotelial cellevekstfaktor (VEGF), og NFkB Hes-1 [37], [38]. Aktivering av Notch signale spiller viktige roller i utvikling og vedlikehold av neoplastiske fenotyper [39], [40], [41].
Remodelling av celle adhesjon
Vi fant Chl1 (celle adhesjon molekyl med homologi til L1CAM) medlem av L1 genet familie av nevrale celleadhesjonsmolekyler som 20,4-ganger oppregulert, men opp til 50 gener ble nedregulert, f.eks Icam2 (inter adhesjonsmolekyl 2) (-9,4 ganger), Pecam1 (blodplater /endotelceller adhesjonsmolekyl 1) (-5,4 ganger), Sell (selectin, lymfocytter) (-8,6 ganger), Cdh5 (cadherin 5) ( -8,4-fold), Itga1 (inte alfa 1) (-4,0 ganger) og Itga8 (grin alpha 8) (-16,1 ganger) i adenokarsinom vs transgene celler. Nærmere bestemt er Chl1 et medlem av immunoglobulin-superfamilien av neural celleadhesjonsmolekyler, og det uttrykkes sterkt i det sentrale og perifere nervesystemer [42], [43], men, L1 homologer er blitt beskrevet for andre celletyper av diverse opprinnelse som også, inkludert endotelceller, epitelceller, fibroblaster, retikulære og celler av lymfoid opprinnelse og myelomonocytiske [44], [45], [46]. Flere studier knytter L1 til bevegelige prosesser involvert i tumorceller bloduttredelse og glioma formidling i hjernen [47]. Nylige rapporter knytte L1 uttrykk for melanoma metastaser [48] og eggstokkene og livmor karsinomer assosiert med dårlig klinisk utfall [49] men, regulering av Chl1 i lungekrefttilfellene er nye og kan fungere som coreceptor for integrin og vekstfaktorer [50]. I denne forbindelse, Icam2, dvs. et medlem av immunoglobulin-supergenfamilien av adhesjonsproteiner som tjener som mot-reseptor for leukocytt-funksjon-assosiert antigen-1 (LFA-1 /eller CD11a /CD18) er av betydelig interesse [51]. Det er nært knyttet til Icam1, men har bare to Ig-lignende ekstracellulære domener, sammenlignet med de fem Ig-domener av Icam1 [52]. Icam2 cytoplasmatiske hale kan samhandle med ezrin in vitro. Ezrin er et medlem av den erm (ezrin, radixin, og moesin) familien, som kan fungere som en linker mellom plasmamembranen og aktin cytoskjelettet [53]. Nylig er det blitt rapportert at en øket Icam2 ekspresjon på kreftceller forbedrer adhesjon og forsterker den cytotoksiske aktivitet av immunceller så som NK-celler, noe som resulterer i en reduksjon av metastasering [54]. Vi har funnet salgs (L-selektin) som skal reguleres som koder for et lektin-bindende protein, og er kjent for å uttrykkes av leukocytter. Dette adhesjonsmolekyl medierer den innledende binding av leukocytter til endotelceller, noe som gjør det mulig for leukocytter til å rulle langs den venular vegg [55], [56]. Lymfocytter og nøytrofile utviser en reversibel tap av salgs uttrykk etter cellulær aktivering som et resultat av endoproteolytic frigivelse av reseptoren fra celleoverflaten [57]. Løselig salgs er funksjonelt aktiv og er til stede i høye nivåer i humant plasma. Reduserte nivåer av L-selektin er observert i serum fra pasienter som utvikler adult respiratory distress syndrome [58]. Det har vært vist at til salgs er i stand til å overføre intracellulære signaler, deriblant øket tyrosinfosforylering og aktivering av MAP-kinase i neutrofiler [59]. Det er økende bevis for Pecam1 en celle adhesjon molekyl til å samhandle med integrinα
vp
3 og spiller en rolle i angiogenese [60]. Dessuten avhenger endotelceller tube formasjon på Pecam1 og cadherin 5 [61], som i vår studie, ble nedregulert. I denne forbindelse cadherin 5, en viktig cadherin i endotelceller, er fortrinnsvis lokalisert ved interendothelial celle knutepunktene [62]. Cadherins er organisert i synaptiske strukturer, dvs. adherens veikryss. I slike veikryss er cadherins gruppert og forbundet gjennom deres cytoplasmatiske domene med et komplekst nettverk av cytoskeletal proteiner. Gjennom sine homofilist interaksjoner, de spiller en rolle i å sortere celler av ulike linjene under embryogenese, etablere celle polaritet, som å opprettholde vev morfologi og celledifferensiering [63], [64].
Regulering av trange og gap veikryss
Vi fant Cldn5 (claudin 5) å være betydelig undertrykt i lunge adenokarsinom. En funksjonell forholdet har blitt foreslått for Cdh5 å kontrollere Cldn5 uttrykk [65]. Nærmere bestemt, claudin 5 er et stort claudin identifisert i normale endotelceller [66], men er også uttrykt i type II alveolare epitelceller [67]. Den danner homooligomeres og er lokalisert på apikale tette veikryss region både i bronkiene og bronkiolene [68].
Videre mange rapporter tyder på at adherens veikryss (AJs) og tett veikryss til å være sammen, og at AJs påvirke stramt veikryss organisasjon. Regulering av claudin fem uttrykk ved cadherin 5 kan derfor forsterker slik krysstale mellom trange og adherens veikryss for å fremme tumorvekst og metastasering.
Vi fant Cldn2 (13,4 ganger) signifikant oppregulert i adenokarsinom. Cldn2 (claudin 2) er blitt vist å modifisere tumorinvasjon ved regulering av matriks-metalloproteinaser (MMP). Både claudinet claudin 2 og 5 er i stand til å aktivere membran-type 1-MMP-formidlet pro-MMP-2 prosessering. Rapporter tyder medlemmer av claudin-familien som skal moduleres i løpet av onkogene transformasjon, og kan derfor spille en viktig rolle i å påvirke tumorprogresjon og invasjon [69], [70].
I tillegg betydelig regulering av stramme koblings gener vi fant gap junction protein Gja5 (gap junction membran kanal protein alfa fem eller såkalte connexin 40) -7,3-fold ned regulert i adenokarsinom og -8,7 ganger trykt sammenlignet med ikke-transgene celler. Gja5 er medlem av connexins og koder for et gap junction protein som er sterkt uttrykt i lunge, vaskulær endotel, og deler av hjerteledningssystem [71]. Nyere studier bekreftet Gja5 /CX40 genuttrykk i lungevev [72] og at Gja5 /CX40 ble uttrykt på samme måte i normal lunge og liten størrelse lungesvulster, men dens uttrykk redusert i stor størrelse svulster [73]. Spesielt, er avvikende gap junctional intercellulær kommunikasjon et viktig trekk ved maligne celler og tillater neoplastiske celler til å unnslippe vev-spesifikk vekstkontroll [74], [75].
Regulering av tyrosin-kinase-reseptorer og deres ligander
Flere studier har undersøkt rollen til vekstfaktor-reseptorer og deres ligander i aktivering av Ras. Derfor søkte vi om regulerte vekstfaktorer og deres reseptorer og observert 5 gener å være oppregulert varierer mellom 6,3 til 26,6 ganger, f.eks Areg (amfiregulin), ereg (epiregulin), og opp til 70 gener nedregulert (-3,8 til -29,4 ganger), f.eks Fgf7 (fibroblast vekstfaktor 7), Fgfr4 (fibroblast growth factor receptor 4), Pdgfb (blodplate-avledet vekstfaktor beta-polypeptid)), Vegfd /Figf (c-fos indusert vekstfaktor) og Vegfr2 /KDR (vaskulær endotelial vekstfaktor reseptor – 2) når transgen, men morfologisk uforandret lungevev ble sammenlignet med adenokarsinomer. Likeledes 12 gener ble oppregulert mellom 7,4 til 598,1 ganger og 71 gener ble nedregulert (-4,1 til -30,4 ganger) sammenlignet med ikke-transgene lungevevet. Spesielt er Areg (amfiregulin) og EREG (epiregulin), ligander av den epidermale vekstfaktor-reseptor (EGFR) var sterkt signifikant oppregulert (opp til 600 ganger). Det har blitt foreslått at forhøyet ekspresjon av Areg og EREG kan spille en viktig rolle i tumorvekst og resultere i kronisk EGFR-stimulering, etterfulgt av øket proliferasjon. Faktisk er epiregulin normalt trykt i humane celler, men rapportert å være omfattende aktivert i tumorer [76], men en undersøkelse viste at aktivering av telomerase og påfølgende induksjon av epiregulin er nødvendige for vedvarende celleformering [77]. Likeledes ble Areg transkript påvist i en rekke humane tumorer [78]. Viktigere, tyder nyere bevis Areg å hemme apoptose i ikke-småcellet lungekreft cellelinjer [79]. I tillegg til betydelig oppregulering av Areg og ereg, fant vi fibroblast vekstfaktor 7 -5,4-fold-nedregulert i adenokarsinom og -6,4-ganger nedregulert i adenokarsinom vs ikke-transgene celler. I tillegg Fgfr4 var -15,2 ganger og -18,6-ganger nedregulert i kreft. Denne monomere reseptor tyrosin kinase kan indusere angiogene, mitogen og differensierings respons i celler [80]. Dysregulering av denne reaksjonsveien ble demonstrert i en rekke tumorer, inkludert lungekreft [81], men i motsetning til vår studie ble komponentene av FGF-signalveien rapportert å være oppregulert [82].
I denne forbindelse har vi funnet Vegfd
