Abstract
Muscle invasiv blære carcinoma er en kompleks, multifaktoriell sykdom forårsaket av forstyrrelser og endringer av flere molekylære stier som fører til heterogene fenotyper og variabel sykdom utfallet. Kombinere denne uensartede kunnskapen kan gi innsikt for å tyde relevante molekylære prosesser vedrørende målrettede terapeutiske tilnærminger guidet av molekylære signaturer slik forbedret fenotype profilering. Målet med studien er å karakterisere muskel invasiv blære carcinoma på et molekylært nivå ved å innlemme vitenskapelig litteratur screening og underskrifter fra omics profilering. Public domain omics signaturer sammen med molekylære funksjoner assosiert med muskel invasiv blærekreft ble hentet fra litteraturen gruvedrift for å gi 286 unike proteinkodende gener. Disse ble integrert i et protein-interaksjon nettverk for å oppnå en molekylær funksjonell kart over fenotypen. Denne funksjonen kartet utdannet på tre nye sykdomsassosierte trasé med troverdige engasjement i blærekreft, nemlig Regulering av aktin cytoskjelettet, Neurotrophin signalveien og Endocytose. Systematisk integrering tilnærminger tillate å studere molekylære sammenheng med individuelle egenskaper rapportert som i forbindelse med en klinisk fenotype og potensielt kan bidra til å forbedre den molekylære mekanistisk beskrivelse av lidelsen
Citation. Bhat A, Heinzel A, Mayer B, Perco P, Mühlberger jeg, Husi H, et al. (2015) Protein interactome av blærekreft. PLoS ONE 10 (1): e0116404. doi: 10,1371 /journal.pone.0116404
Academic Redaktør: Francisco X. Real, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), SPANIA
mottatt: May 15, 2014; Godkjent: 09.12.2014; Publisert: 08.01.2015
Copyright: © 2015 Bhat 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: Dataene er hentet fra multippel litteratur artikler studie der forfatterne kan kontaktes via PubMed IDer som er gitt i dette manuskriptet
Finansiering:. dette arbeidet ble støttet av Marie Curie Actions – BCMolMed etter tilskuddsavtalen no. FP7-PEOPLE-2012-ITN-Eid og Det europeiske fellesskap syvende rammeprogram henhold tilskuddsavtalen no. 306157. Harald Mischak er grunnlegger og medeier i Mosaiques Diagnostics, som utviklet den CE-MS teknologi for klinisk anvendelse. Akshay Bhat er ansatt i Mosaiques Diagnostics. Bernd Mayer er administrerende partner i emergentec biodevelopment GmbH, Østerrike. Paul Perco, Andreas Heinzel og Irmgard Mühlberger er ansatte i emergentec. Verken Mosaiques Diagnostics GmbH heller emergentec biodevelopment GmbH ble involvert i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet. De involverte selskapene bare gitt økonomisk støtte i form av forfatternes lønn og /eller forskningsmateriale. De spesifikke roller disse forfatterne er formulert i § «forfatter bidrag «
Konkurrerende interesser:. Forfatterne har erklært følgende potensiell interessekonflikt: Harald Mischak er grunnlegger og medeier i Mosaiques Diagnostics, som utviklet CE-MS teknologi for klinisk anvendelse. Akshay. Bhat er ansatt i Mosaiques Diagnostics. Bernd Mayer er administrerende partner i emergentec biodevelopment GmbH, Østerrike. Paul Perco, Andreas Heinzel og Irmgard Mühlberger er ansatte i emergentec. Disse problemene endrer ikke forfatternes tilslutning til alle PLoS ONE politikk på deling av data og materialer.
Innledning
Blærekreft (BC) presenterer med et anslag på 72,570 nye tilfeller diagnostisert og 15 210 dødsfall over hele USA [1] i år 2013, klart viser et behov for bedre diagnostisering og behandling. Blærekreft er den niende mest hyppig malignitet med et omtrentlig forhold på 5: 1 i forhold til ikke-invasiv muskel versus muskel invasive fenotype [2]. Store confounders er røyking og andre yrkesmessig eksponering sammen med genetiske predisposisjoner, som f.eks N-acetyltransferase 1 (Nat1), N-acetyltransferase 2 (NAT2) og glutation S-transferase μ1 (GSTM1) polymorfismer [3]. Selv variabel for blærekreftpasienter, innledende symptomer inkluderer hematuri og flankesmerter, ofte representert under avanserte kreft stadier forårsaket av ureter hindringer på grunn av invasjonen av blæren muskulære veggen eller ureter, sammen med gjentatte urinveisinfeksjoner [4, 5]. Tyder på at malign transformasjon av blæren er multifaktoriell og et mangfold av gener som er involvert i utviklingen av muskel invasiv eller ikke-muskel invasiv fenotype [6, 7]. Den store histologiske typen er overgangsordning celle carcinoma forekommer hos ca. 90% av diagnostiserte blæren svulster (med resten blir hovedsakelig plateepitelkreft karsinomer og adenokarsinomer), med kategorier av ikke-invasiv papillær (Ta) eller flat (Tis), subepiteliale invasiv (T1 ), muskel invasiv (T2-T4) og metastatisk (N +, M +) sykdommer, alle har forskjellig biologi, progresjon egenskaper og følgelig klinisk behandling. Flertallet av tilfellene er ikke-muskel invasiv (Tis, Ta, T1) og 10-15% er muskel-invasiv tumorer (T2-T4), med sistnevnte i forbindelse med rask tilbakefall og dårligere prognose basert på framover mot metastasedannelse.
Cystoskopi er gullstandard med en rapporterte sensitivitet og spesifisitet i området fra 62-84% og 43-98%, henholdsvis [8]. På grunn av den invasive natur av prosedyren, men også for å legge til nøyaktighet i gjenkjenning, blir biomarkører vurdert i blod eller urin betraktes som fordelaktig for understøttelse av klinisk vurdering [9]. Dette er også relevant for sykdommen prognose som biomarkører målt på DNA, RNA og /eller proteinnivåer gir potensial til å velge beste overvåkingstiltak og behandlingsregimer for bestemte pasientgrupper om å stanse utviklingen av muskel invasiv sykdom [10]. Behandling av papillær og ikke-muskel invasiv høyverdig carcinoma innebærer endoskopisk transuretral reseksjon av synlige svulster etterfulgt av adjuvant behandling med intravesikal instillasjon terapi (Mitomycin /Epirubicin eller Bacillus Calmette-Guerin (BCG)) avhengig av den beregnede risikoen for progresjon. Uavhengig av aggressiv behandling og sprek oppfølging, 70% av disse svulstene oppstår på nytt, og 25% av høyverdig ikke-muskel invasiv kreft videre til invasive fenotyper [2, 11].
Sammenligningen av den genetiske karakteristikker av muskel-invasive og ikke-invasive svulster viste at ikke-invasive svulster over-express HRAS og FGFR3 eller produserer svært aktiverte former av disse proteinene. Som et resultat av de Ras /MAPK banene er oppregulert i ikke-invasive tumorer [12]. Muskel-invasiv BC er forbundet med endringer av p53, retinoblastom protein (RB1) og tumor-suppressorer kontroll av cellesyklusprosessen, i tillegg til forhøyet uttrykk i epidermal vekstfaktor-reseptor (EGFR), human epidermal vekstfaktor-reseptor-2 (HER2 /ErbB2), matrise metallopeptidase 2 (MMP2) og MMP9 og slettinger i p16INK4a og P15Ink4b [3].
High-throughput eksperimentelle plattform teknologier strekker seg fra genomisk sekvense til proteomikk og metabolomic profilering blir nå brukt for molekylær karakterisering av kliniske fenotyper [ ,,,0],13-19]. En rekke datasett har blitt tilgjengelig f.eks i Array Express /Gene Expression Omnibus (GEO) for transcriptomics, Human Proteinpedia for proteomikk, eller i store data konsolidering plattformer som GeneCards [20]. I forhold til sykdomsspesifikke omics data, verdifulle generelle kilder i onkologi inkluderer TCGA (https://cancergenome.nih.gov/), Oncomine [21], og OMIM [22]. Selv omics profilering har gitt en overflod av data, tekniske grensene involverer ufullstendighet av de enkelte molekylære kataloger sammen med statisk representasjon av cellulær aktivitet begrenser innsikt i molekylære prosesser og deres interaksjon dynamikk [23-25]. Til tross for disse utfordringene, har omics baserte profilering betydelig avansert blærekreft forskning, og gir grunnlag for en integrerende analyse tilnærming for å kartlegge en mer omfattende oversikt over molekylære prosesser og stier som preger varianter av muskel-invasiv urothelial karsinom [12].
på effektor nivå, proteiner samhandle og samarbeide danne spesifikke molekylære prosesser og veier. Inter interaksjoner omfatter ulike typer som blir representert som nettverk (grafer) med molekylære funksjoner betegnet som noder (hjørner) sammen med sine interaksjoner (kanter). Et stort antall biologiske ressurser spredningsveier er blitt tilgjengelige, inkludert KEGG [26], PANTHER [27], REACTOME [28] og Amigo [29] som er beskrevet i PathGuide (https://www.pathguide.org/), som alle viser vel -defined menneskelig molekylær metabolske og signalveier sammen med sykdomsspesifikke trasé (f.eks trasé i kreft). Molekylære funksjoner blir identifisert som assosiert med blærekreft kan tolkes på nivået av slike veier, og legger til en funksjonell tolkning av molekylære har sett karakteriserer fenotype.
Hvis du vil legge til vår forståelse av muskel-invasiv blære carcinoma ( MIBC), vi utledet en fenotype spesifikk nettverksmodell (interactome) ved å integrere omics signaturer karakteriserer MIBC, rapportert i vitenskapelig litteratur og databaser. Vår prosedyre innlemmet vitenskapelig litteratur screening og signaturer fra omics profilering, noe som resulterer i 1,054 proteinkodende gener å bli assosiert med MIBC, ytterligere befeste til 286 gener på interactome nivå. Resultatene skjerm utlede et system-nivå modell for molekylær fenotyping av blærekreft muskel invasjon, presentert som flere berørte veier.
Materialer og metoder
Datakilder for å karakterisere blærekreft patofysiologi
for å konsolidere molekylære funksjoner assosiert med muskel invasiv blærekreft, NCBI PubMed, Web of Science, Google Scholar og omics repositoriene Gene Expression Omnibus (GEO) [30] og ArrayExpress [31] ble spørres. Nøkkelordene for litteratursøk inkludert «blære eller urothelial ELLER overgangsordning celle» OG «svulst eller svulst eller kreft» OG «muskler» OG «invas * OR aggress * OR fremgang * eller betennelse» (Database versjon av april, 2014). Ved bygging dette søket fokusert spesielt på muskel invasiv blære svulst. For å ekstrahere protein-kodende gener assosiert med disse publikasjonene gen-2-PubMed som leveres av NCBI ble brukt [32]. Listen over publikasjoner som er relevante for blærekreft muskel invasjonen ble isolert fra en fullstendig liste over papirer indeksert i PubMed sammen med de tilknyttede genet IDer (ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/gene/DATA/gene2pubmed.gz) . Profilerings eksperimenter ble videre undersøkt for dekningen i utvalgsstørrelse (minst 50 prøver som inngår i studiet design), omfanget av differensial overflod ( 2 ganger endring) og de spesifikke fenotypiske forhold; T1, T2
a /b, T3
a /b, T4
a /b (fig. 1 og 2). I tillegg ble det bare avisene som nevner søkeordene «molekylær» og «biomarkør» beholdt for å utlede litteraturen utvunnet MIBC molekyler og veier.
PubMed, Google Scholar og Web of Science litteratur analyse og omics datakilde screening med fokus på transcriptomics. Fra 4263 abstracts skjermet 3979 artikler ble ekskludert ikke spesifikt fokus på muskel-invasiv blærekreft fenotype (stadier T2-T4). 188 studier av 285 artikler ble forkastet, da disse ikke oppfyller nødvendige studiedesign og to ganger endring i omfanget av differensial overflod av identifiserte funksjoner. Denne begrensningen resulterte i 1,279 proteinkodende gener og ble videre brukt i systemer basert analyse for MIBC.
A. Redundante funksjoner ble forkastet fra 1279 proteinkodende gener resulterer i 1054 unike features.The overlapping mellom individuelle omics studier og litteratur ble beregnet. B. 1054 proteinkodende gener ble ytterligere redusert til 592 ved å forkaste enzymer knyttet til metabolitter samt miRNA målrettede genet symboler, videre følger for å utlede den induserte MIBC sub-graf hviler på BioGRID, intakt og Reactome protein interaksjon informasjon.
interaksjonsdata og induserte sub-graf
protein interaksjoner ble oppnådd ved å spørre intakt [33], BioGRID [34], og Reactome [28] som fører til en totalt 233,794 interaksjoner som dekker 13,907 protein-kodende gener innenfor den menneskelige interactome (Databaser i versjon av april, 2014). Kartlegging av MIBC forbundet molekylære funksjoner på denne konsoliderte samspillet nettverk [13] ga en MIBC spesifikke indusert sub-graf. MIBC forbundet funksjoner som ikke er koblet til minst en annen slik funksjon ble sett bort fra videre analyse.
Funksjonsanalyse
Cytoscape plug-ins ClueGO og CluePedia ble brukt til å identifisere veier som blir overrepresentert i settet av funksjoner som befinner seg i den induserte sub-graf [35, 36]. KEGG pathway vilkår fungert som clustering kriterium ved hjelp av et tosidig hypergeometry test etterfulgt av Bonferronikorreksjon (signifikansnivå på 0,05) for å identifisere betydelig påvirket veier. Generell sykdoms veier (som veier i kreft, miRNA er i kreft, blærekreft etc.) ble forkastet for å få et sett av generiske pathway vilkår [13].
proteinkodende gen valg basert på litteratur gruvedrift
fra sett MIBC-forbundet proteinkodende gener, ble hvert gen symbol evaluert for å være medlem av den MIBC veien settet. Bevisene av identifiserte trasé og hentet gener involvert i MIBC ble vurdert basert på nivået av merknaden dybde, definert som antall enkeltstudier som identifiserer slike proteinkodende gener som er involvert i MIBC. Spesielt ble slike bevis avledet fra metadata tilgjengelig i PubMed. Gene-2-PubMed ble anvendt for å koble molekylene som finnes i den induserte sub-graf til publikasjoner som er relevante for blærekreft muskelen invasjon. Kvaliteten på publikasjoner som oppnås for hvert molekyl ble vurdert basert på manuell gjennomgå. Bare papirer hvor en direkte kobling av molekylet til blærekreft muskel invasjonen ble påvist ble beholdt. For hele sti settet, forholdet mellom antallet molekyler som blir bundet til minst en urinblæren neoplasme publikasjon og antall funksjoner i reaksjonsveien ble beregnet og anvendt for relevansrangering. For enkelte proteinkodende gener identifisert i litteratur antall koblede urinblæren neoplasma publikasjoner ble brukt som relevansrangering kriterium.
Resultater
Data Mining
Bryting av publiserte artikler og omics repositories førte til en samling av 285 referanser etter manuell screening (fig. 1). Dette screening ble utført for å forkaste dupliserte studier hentet fra ulike repositories samt artikler ikke eksplisitt fokus på muskel-invasiv blære carcinoma. Alle molekylære funksjoner ble omdannet til deres offisielle genet symbolet ved hjelp av Uniprot ID karttjenesten [37]. Den resulterende sett av referanser ga totalt 1,279 proteiner som 1054 var unike proteinkodende gener assosiert med MIBC (S1 tabell). For å samle spesielt proteiner involvert i MIBC, vi skjermet videre disse 285 artikler med søkeordene ( «molekylære og biomarkør») for å hente 122 proteiner som hadde en tag «biomarkør» nevnt i disse artiklene (S2 Table). Denne begrensningen hjulpet i å forkaste generelle artikler som inneholder genet symboler som ikke var knyttet til muskel-invasiv fenotype. Det samme sett av artikler 285 ble brukt til å samle alle veier som er koblet til blærekarsinom. Dermed 11 veier er rapportert i litteraturen for å bli assosiert med blærekreft ble oppnådd (S3 tabell).
Det største antallet funksjoner tilknyttet MIBC resulterte fra transcriptomics med totalt 716 genet symboler. Metabolitter ble kartlagt til proteinkodende gener ved hjelp av Human metabolomet Database (HMDB) [38] og ga 329 genet symboler. De mirnas fra transcriptomics studiene ble kartlagt til sine respektive genet mål å bruke tjenesten fra miRbase [39, 40]. I tillegg er DNA-metylering studier tilgjengelig 77 gen symboler henholdsvis. DNA-mutasjon studiene rapporterte 35 genet symboler. Vitenskapelig litteratur analyse gitt 178 proteinkodende gener, hvorav 122 ble ytterligere kommenterte som indikatorer på muskel-invasiv blærekreft. Den detaljerte opplysninger om alle forskjellig uttrykt molekylære funksjoner er tilgjengelige i S2 og S4-S8 Tables.
Data Source Overlapping
Med hensyn til funksjonene overlapping, 52 genet symboler ble identifisert i begge, litteratur gruvedrift og individuelle omics signaturer (S1 Table). Av de 1054 unike genet symboler, 716 protein-kodende gener var fra transcriptomics studier 13 av disse ble funnet på DNA-metylering nivå, 13 på DNA-nivå mutasjon, og 19 på den metabolomet nivå (Fig. 2a). Denne forholdsvis svak overlapping på nivået av individuelle funksjoner, derimot, er en hyppig funn i tverrsnitt omics datakonsolidering, delvis stammer fra begrensningene av anvendte metoder, og forskjellige prøve matriser som skal undersøkes i hvert enkelt tilfelle [41, 42].
Induced sub-graf
for å øke bevis i forhold til foreningen av molekylære funksjoner med MIBC vi inkludert protein-interaksjon informasjon som et filter mekanisme, dvs. kombinere bevis fra statistisk analyse med biologiske (interaksjon) data. For denne analyse ble det molekylære funksjon sett redusert fra 1,054 unikt protein-kodende gener til 592 gen symboler. Reduksjonen i protein liste skyldtes hovedsakelig fordi det proteinkodende gener indirekte knyttet fra metabolomics og miRNA profilering ikke ble innlemmet i veien analysen på grunn av lav bevis knytter til respektive mål og enzymer. Videre disregarding funksjoner som ikke viser interaksjoner til andre medlemmer av MIBC sett resulterte i 286 proteinkodende gener er representert i muskel invasiv blærekreft-spesifikke sub-graf. Listen over de innledende 1,054 proteiner, de 592 proteiner uten hensyn metabolomics data og miRNA skjermer, og listen over 286 proteiner som danner protein-protein interaksjoner i MIBC sub-graf er tilgjengelig i S9 tabell. Dette settet med proteinkodende gener med sterke bevis vedrørende tilknytning MIBC og holde interaksjoner med andre slike funksjoner ble inkludert i pathway analyse (fig. 2b).
Pathway berikelse
KEGG vei berikelse analyse av MIBC molekyl funksjonene er representert på den induserte sub-graf anvendelse ClueGO og CluePedia resulterte i 15 molekylære reaksjonsveier blir vesentlig påvirket i forbindelse med muskel-invasive blære karsinom (fig. 3, S3 tabell). I detalj, ble 11 av disse banene tidligere identifisert i litteratur, i tillegg til 4 formodentlig nye veier som resulterte fra interactome analyse.
noder i oransje betegne trasé identifisert som relevant i både litteratur og berikelse analyse, noder i blå viser trasé som er relevante i henhold til berikelse analyse. Node størrelse øker med antall genet symboler som er kodet i hver vei sikt.
Nettverket i fig. 3 representerer hver vei som individuell node, mens kantene mellom banene betegne en tilnærming av biologisk interaksjon mellom banene basert på den tverrveien funksjon overlapping. Denne veien kartet tillatt å vurdere funksjonell sammenheng med de 122 litteratur-minelagt protein kandidater i sammenheng med MIBC.
Fig. 3 beskriver pathway vilkår beriket med MIBC spesifikke indusert sub-graf. Kategorisere pathway vilkårene i kjente og nye stier i henhold til litteraturen, fikk vi 11 trasé som ble rapportert i litteraturen, nemlig Focal vedheft bestående av 40 proteinkodende gener, MAPK signalveien med 26, ECM-reseptor interaksjon og Cell syklus med 17 funksjoner hver, p53 med 16, Tight veikryss og Adherens krysset med 15 funksjoner hver, Leukocytt transendothelial migrasjon med 12, VEGF signalveien med 11, og Gap junction inneholder 10 proteinkodende gener (se S3 tabell). Romanen sett veier som ble beriket i analysen inneholdt 4 pathway vilkår hvorav 3 trasé ble hviler på signifikant sammenheng med muskel-invasiv blærekreft fenotype, nemlig Regulering av aktin cytoskjelettet holder 18 proteinkodende gener, endocytose med 16 og Neurotrophin signale med 13 (tabell 1). Den høyeste overlapping i genet symboler ble funnet mellom regulering av aktin cytoskjelettet sti og serotonerge synapse inneholder Araf, HRAS, RAF1 og MAPK1, neurotrofin signalveien og regulering av aktin cytoskjelettet sti, som inneholder MAPK1, RAF1 og HRAS. Overlappingen av genet symboler mellom endocytose og regulering av aktin cytoskjelettet veien var FGFR3, EGFR og HRAS, mens de mellom neurotrofinproduksjons signalveien og serotonerge synapse var HRAS, RAF1 og MAPK1. Den minst overlapping av genet symboler mellom trasé ble sett for neurotrofin signalveien og endocytose, bare dele HRAS. Deretter var det ingen proteinkodende gen overlapp for endocytose og serotonerg synapse.
Vi utførte en ekstra bane berikelse analyse som involverte et alternativt sett av genet symboler. Fra den fullt sett av protein-kodende gener (707 molekyler med unntak av metabolitt og miRNA målrettet gen symboler), vi er begrenset til medlemmer være tilstede i mer enn én undersøkelse type (f.eks ErbB2 ble funnet i proteomikk, mRNA og litteratur gruvedrift). Denne begrensningen resulterte i 72 gen symboler, igjen videresendt til skoleveien berikelse analyse. Fig. 4 detaljer skoleveien vilkår beriket bruke denne redusert sett med proteinkodende gener. Syv pathway vilkårene ble beriket i denne analysen. Kategorisere disse pathway termer i kjent fra litteraturen og nye veier, ble 5 pathway vilkår rapportert i litteraturen og 2 trasé var nye funn. De 5 tidligere kjente pathway vilkår inkludert Focal vedheft, cellesyklus, og p53 signalveien, ECM-reseptor interaksjon, og ErbB signal (S10 tabell). I forhold til de 2 nye veier som ble beriket av denne analysen, sti vilkårene var T-celle reseptor signalveien og GnRH signalering. Tabell 2 viser alle veier med sine overlappende genet symboler som ble hentet fra denne analysen. Angående trasé med litteratur bevis berikelse hviler på 72 genet symboler hadde en full overlapping med 15 pathway vilkårene hentet hjelp av indusert sub-graf MIBC funksjonssettet. De 2 trasé ikke viser en overlapping var de nye reaksjonsveier som hviler på det andre genet satt nemlig T-celle-reseptor-signalisering og GnRH-signalisering (fig. 4, S3 og S10 Tables).
Noder i orange betegnes som reaksjonsveier er identifisert som relevante i både litteratur og berikelse analyse; noder i blå skildre veier som er relevante i henhold til berikelse analyse. Størrelsen på hver node størrelse øker med antall genet symboler som er kodet i hver vei sikt.
Diskusjoner
Forstå molekylær patofysiologien av muskel-invasiv blære carcinoma og avslørende nettverk av veier som er involvert i muskel invasjon kan føre til målrettet terapi. I tillegg tar opp spesifikke dys-regulert trasé knyttet til progressiv sykdom holder løftet om å støtte en forbedret, biomarkør-baserte risikovurdering fulgt av stratifisert klinisk intervensjon [2]. Høy throughput screening plattformer har gitt et vell av informasjon for å beskrive den molekylære status som reflekterer en klinisk fenotype, inkludert blære carcinoma [43, 44]. Eksperimenter basert på uttrykk profilering ved hjelp av mikromatriser og fraksjoneringsteknikker koplet til massespektrometri utnytte vev og urin som prøvematrise har støttet molekylær sti-baserte funn i blæren muskler invasive svulster [12, 45]. Den foreliggende undersøkelse er ment å karakterisere muskel invasive blærekarsinom ved inkorporering av vitenskapelig litteratur screening og signaturer fra omics profilering ytterligere er bundet i et interaksjons sammenheng, noe som resulterer i et sett med 286 protein-kodende gener. En slik analyse på nivået av nettverk og veier ble valgt med en forventning om at miscellaneously funnet fenotypiske egenskaper konsolidere på en sti nivå, under forutsetning av at de er funksjonelt koblet og kollektivt påvirke sykdommen fenotype.
High-throughput DNA sekvensering kan gi feilaktige data [46]. MS basert proteomikk eksperimenter generere enorme datasett som må vurderes nøye [47].
Biologiske pathway databaser spille en viktig rolle i å kommentere proteinkodende gener som følge av high-throughput profilering tilnærminger. Det er ca 547 pathway database tilgjengelige ressurser som er oppført i PathGuide (https://www.pathguide.org/). Riktignok er det flere godt kuratert og pålitelige ressurser sti database som også beskrevet av vår gruppe [48], en betydelig innsats har blitt tatt for å utvide biologisk sti dekning utover en enkelt bane datakilde. Dette blir ofte utført ved å integrere forskjellige kilder for å kunne bygge kvalitets integrerende pathway modeller uten å ofre kvaliteten på dataene. Imidlertid har biologiske data integrasjon fra heterogene kilder vært utfordrende på grunn av variasjon i syntaktisk og semantisk nivå. Syntaktisk variasjon skyldes heterogenitet av molekylær funksjon og sti dataformater, representasjon skjemaer og gjenfinning metoder. Semantisk variasjonen skyldes inkompatible pathway navn, signaliserer hendelses representasjoner og molekylære identifikatorer. For eksempel kan ulike spredningsveier databaser velger å gi informasjon om etteroversettings modifikasjoner, i samspill proteiner i en kompleks, eller mobilnettet plassering. Derav alle disse begrensningene har hemmet veksten av høy kvalitet integrerende pathway modeller [49-51].
Et annet problem som oppstår når sikte på å integrere data fra ulike omics plattformer er at motstridende resultater kan oppnås. For eksempel i enkelte muskel invasive svulster som er presentert i [52], transcriptomics analyse viste at mRNA nivået av EGFR er oppregulert, mens proteomikk analyse ikke viste differensial uttrykk på proteinnivå. En forklaring på slike avvik kan være translasjonell regulering.
I KEGG, er biologisk sti kategorisering tilgjengelig for mange menneskelige viktige cellulære prosesser [13]. Kartlegging MIBC spesifikke funksjoner (korrigert på nivået av indusert sub-graf utnytte protein interaksjon informasjon) til KEGG og utføre berikelse analyse gitt totalt 15 baner (4 roman og 11 sitert i publiserte studier). 68 av 122 litteratur-minelagt protein kandidater som er relevante i muskel-invasiv blærekreft ble identifisert som medlemmer av de identifiserte trasé. Dette gjorde omfattende rangere trasé slik at shortlisting av begrepene som individuelt diskutert i den spesifikke konteksten av MIBC.
Vi har fokusert på å utvide vår kunnskap om muskel invasiv urothelial svulst berørt på molekylært nivå ved omfattende kartlegging tilgjengelige molekylære datasett til veier å bygge et interactome nettverk som bruker offentlig tilgjengelige datakilder. Ved å skille trasé basert på tidligere beskrevet trasé og nye de vi fått 11 moduler som ble kjent i forbindelse med blærekreft muskel-invasjonen og 4 nye veier. I forhold til de tidligere kjente urothelial blære muskel-invasiv carcinoma veier, vår analyse hentet trasé som MAPK signalveien, ErbB signalveien, celle-syklus stier og VEGF signalveien, derav bekrefter systemer-nivå tilnærming for bestemt fenotype [3 , 12, 53, 54].
på den annen side, interactome resultatene også hentet betydelige trasé som består av signalveier, cytoskjelett ombygging trasé og nevromuskulære veikryss. Tre molekylære stier var svært signifikant fra analysen, nemlig regulering av aktin cytoskjelettet, neurotrofin signalveien og endocytose.
neurotrophins er en klasse av nært beslektede proteiner som kontrollerer funksjonen, overlevelse og utvikling av nevroner og har potensial for å aktivere tropomyosin relatert kinase (Trk) familie av reseptorer og ned regulere tumornekrosefaktor super (p75NTR) gjennom hvilke PI3K /Akt, Ras /Raf /MAP kinase, NF-kappa B og Jun kinase signalveier er utløst. TRK-reseptorer med neurotrofinspesifisiteter ligander har blitt identifisert som å initiere tumorprogresjon, og signalveien neurotrophins-Trk har blitt rapportert som et mål for terapeutisk intervensjon i hormon-ildfast prostatakreft (hrpc) og i menneskelige astrocytomas, og potensielt kan spille en rolle i urothelial karsinom [55-58]. Endocytic trasé representerer flere avvik i humane svulster ved å være tett og begge veier koblet til signalveier som kan indikere maligne transformasjoner av svulster. En av sine regulatorer, DAB2, har også blitt rapportert å være fremtredende i fremskredne stadier av urothelial kreft, hvor en redusert ekspresjon av molekylet kan bli observert i metastatiske stadier, og er blitt assosiert med høye sannsynligheten for tilbakefall og blærekarsinom dødelighet [59 -61]. Deregulering av aktin bundet proteiner, nemlig p38p, ATF3 og Rho familie av små GTPases som er involvert i cytoskeletal ombygging, forårsaker avvik cellemotilitet som fører til muskel-invasiv og metastatisk fenotyper i kreft [62-65]. Vår analyse peker på rollen til cytoskeletal ombygging bane som inneholder inte cadherins og vedheft proteiner. De respektive molekylære stier omtalt ovenfor åpne nye veier for videre undersøkelser av urothelial muskel-invasiv carcinoma. En beriket sti som ikke viser noen direkte relasjon til blærekreft var serotonerge synapse som inneholdt 12 proteinmolekyler (S3 Table).
bioinformatikk nærmer rapportert her involvert integrere tilgjengelige offentlig tilgjengelige datasett i sammenheng med blære muskel- invasivt karsinom på et samspill nettverk, og videre kartlegging dem til biologiske pathway kilder for å avsløre 15 trasé som blir berørt i progressiv sykdom. Eleven fra disse banene ble diskutert tidligere i sammenheng med MIBC. Det bør tas hensyn til at mens du bruker slike beregningsorientert teknikker for å integrere molekylære signaturer fra ulike ressurser, visse tekniske problemer i forbindelse med bruk av egnet global identifikator må vurderes.
