Abstract
Studier
på enkelte typer gynekologisk kreft (GCer) , utnytte nye uttrykk teknologier, har avdekket konkrete patogenetiske mønstre og genmarkører for cervical (CC), endometrial (EF) og vulva kreft (VC). Selv om kliniske fenotyper av de tre typer gynekologisk kreft er diskret, det faktum at de stammer fra en felles embryological opprinnelse, har ført til hypotesen om at de kan dele felles funksjoner som gjenspeiler regresjon til tidlig embryogenese. For å løse dette spørsmålet, utførte vi en omfattende komparativ analyse av sine profiler. Våre data identifisert både fellestrekk (trasé og nettverk) og romanen forskjellige moduler som kontrollerer de samme deregulerte biologiske prosesser i alle tre typer. Nærmere bestemt, ble fire nye transkripsjonelle moduler oppdaget regulerer cellesyklusen og apoptose. Integrasjon og sammenligning av våre data med andre databaser, førte til identifisering av fellestrekk blant krefttyper, til embryonale stamceller (ES) celler og den nyoppdagede cellepopulasjon av squamocolumnar (SC) krysset av livmorhalsen, som anses å være vert for tidlige kreft hendelser . Sikkert, disse dataene lede oss til å foreslå tilstedeværelsen av fellestrekk blant gynekologisk kreft, andre typer kreft, ES-celler og pre-maligne SC krysset celler, der romanen E2F /NFY og MAX /CEBP moduler spiller en viktig rolle for patogenesen av gynekologiske karsinomer
Citation. Pappa KI, Polyzos A, Jacob-Hirsch J, Amariglio N, Vlachos GD, Loutradis D, et al. (2015) Profilering av Diskret gynekologisk kreft avslører Nye Transkripsjon Moduler og Standardfunksjoner som deles av andre krefttyper og embryonale stamceller. PLoS ONE 10 (11): e0142229. doi: 10,1371 /journal.pone.0142229
Redaktør: Surinder K. Batra, University of Nebraska Medical Center, UNITED STATES
mottatt: 18 juni 2015; Godkjent: 18 oktober 2015; Publisert: 11.11.2015
Copyright: © 2015 Pappa 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: Våre data kan finnes i GEO arkivet under sjonsnummer GSE63678
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av Oncology Program for Central Council of Health av Helsedepartementet, Grant No. 70-3-9209 (www. moh.gov.gr); av Empirikion Foundation, Grant No. 70-3-7345 til NPA (www.empirikion.gr); og av EUs European Social Fund (ESF) og greske nasjonale midler gjennom Program thalis, under operative programmet utdanning og livslang læring i Nasjonal strategiplan Reference Framework (NSFR), Grant No. 70-3-11830 til KIP (http : //excellence.minedu.gov.gr/thales/en/)
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
gynekologi kreftformer utgjør mer enn 10% av kreft i den kvinnelige befolkning. Tidlig diagnose av kreft gir høyere kur og overlevelse og en bedre livskvalitet, i motsetning til diagnose på avanserte stadier som fører til radikale operasjoner og bærer en høyere prosentandel av sykelighet og dødelighet. Spesielt de store typer gynekologisk kreft inkluderer livmorhalskreft (CC), livmorkreft (EF) og vulva kreft (VC), viser en total forekomst på 7,4, 25,5 og 2,5 per 100.000 kvinneår henholdsvis [1].
de kliniske fenotyper, graden av den kausale forhold av HPV-infeksjon, sammen med de prognostiske faktorer, slik som fase, histologi, histologiske grad, alder ved diagnose og rase [1], og de patogenetiske mekanismer som er involvert for hver av disse tre typer, synes å være diskret og spesifikk. Men alle tre typer stammer fra en nesten vanlig embryologiske opprinnelse, slik som de paramesonephrosgangen (Mullerian) kanaler forbundet med mesoderm i løpet av den åttende uke av utvikling via en prosess som betegnes som Mullerian organogenese og liggende i samme anatomisk område [2]. Denne observasjonen, har ført til en hypotese om at de store molekylære og biokjemiske hendelser og de påfølgende avvikende trasé som oppstår under kreftutvikling i de tre typene, kan dele felles funksjoner som gjenspeiler aspekter av regresjon til tidlig utvikling og embryogenese. Faktisk har slike funn er nylig dokumentert i andre land enn gynekologiske de [3] kreft.
Derfor -som et første skritt-roman genuttrykk profilering teknologi som nå brukes av flere grupper [4,5] og vår [6] i gynekologisk kreft for å avdekke konkrete patogenetiske mønstre i genuttrykk programmer mellom friske celler og kreftceller. Nylig har flere studier med neste generasjons sekvensering teknologier, mikromatriser og proteomikk, fokusert på genomet mutasjonsraten, profilering av genomet uttrykk, og proteomet mønster av de enkelte gynekologisk kreft, dvs. vulva [7], cervical [8] og livmor [9] kreft, og har etter hvert satt sammen et ganske komplett profil for hver gynekologisk kreft. Disse metodene har ført videre til en ny gruppering system av tumortyper [3,9-11].
Forbløffende nok selv om fellestrekk dukke opp fra studier blant kreft av ulik opprinnelse angående mutasjon priser, uttrykk profiler eller DNA metylering mønstre [3,11], til vår kunnskap svært få studier [12-14] har illustrert felles biologiske funksjoner eller molekylære mekanismer på tvers av ulike krefttyper. Nylig har noen komparative studier [15,16] utnytte de nye profilerings teknologi i kombinasjon med de tilgjengelige bioinformatiske verktøy [17] for bygging av biologiske nettverk, identifiserte felles systemnivå egenskaper mellom ulike typer kreft [3,12-15 ].
Derfor, i lys av ovennevnte hypotesen om felles opprinnelse gynekologisk kreft stiller fellestrekk, og mangelen på relevante data i felt, i denne studien ønsket vi å få ytterligere innsikt i disse spørsmålene ved å utføre en systematisk og omfattende molekylær komparative karakterisering av endometrial, cervical, og vulva krefttyper. Våre data identifisert både felles og romanen forskjellige moduler som kontrollerer de samme deregulerte biologiske prosesser i alle tre typer. Sammenligningen av våre resultater med andre gen signatur databaser [18,19], førte til identifisering av fellestrekk mellom ulike krefttyper og gynekologisk kreft. Derfor søkte vi etter kandidat vanlige deregulerte gener i de tre gynekologiske krefttyper ved å sammenligne våre funn med tidligere identifiserte potensielle biomarkører for tidligere studier, og bygge en mer robust gen signatur for hver type kreft. Selv om vi har funnet en veldig liten overlapp i genet signaturer av samme krefttype i ulike studier, påvirket biologiske prosesser og deregulert molekylære mekanismer var den samme i de fleste tilfellene. Således foreslår den foreliggende studie at selv om spesifikke gener kan fungere som drivere eller biomarkører, kreftceller opprettholde evnen til å komme frem til de samme sluttstadiet, ved å aktivere og undertrykke forskjellige genet knutepunkter av en molekylær mekanisme eller en bane.
Resultater
Felles for endometrial, livmorhals og vulva karsinom
i alt 35 prøver som stammer fra pasienter med gynekologisk kreft av forskjellig histologi på ulike stadier og friske kontroller (S1 Table) ble analysert. Nærmere bestemt ble 18 kreftprøver (5 cervical, 7 endometrial og 6 vulva) og 17 normale prøver (5 cervical, 5 endometrial og 7 vulva) hybridiserte på Affymetrix plattform som tidligere beskrevet [6]. Profilering av gynekologisk kreft avdekket 1406 (762 oppregulert og 644 nedregulert), 1740 (733 oppregulert og 1007 nedregulert) og 1679 (448 oppregulert, 1231 nedregulert) differensielt uttrykte gener (degs) i livmorhalsen, livmor og vulvacancer henholdsvis (S2 Table) . Hovedkomponentanalyse (PCA) på differensielt uttrykte gener, diskriminert normal fra kreft prøver av den samme vevstypen (S1 figur), mens kreft eller normale prøver fra endometrium og livmorhalsen var nærmere hverandre, noe som tyder på et felles embryonal opprinnelse.
Sammenligning av de tre gynekologisk kreft kontra deres tilsvarende normale prøver, avslørte en 15-40% overlapping mellom hver type kreft (fig 1A og 1B) med bare 193 vanlige differensielt uttrykte gener (72 oppregulert og 121 nedregulert). Til tross for at lapper blant cervical, endometrial og vulva gen signaturer var små, viste genet ontologi analyse økt overlapping blant dem om deres biologiske prosesser. Klart skille mellom biologiske funksjoner mediert av oppregulert og downregulated gener ble notert. Cellesyklus, apoptose og regulering av apoptose var blant de kategorier anriket i oppregulert populasjonen av alle tre gynekologiske kreftformer av studien. Downregulated gener ble funnet å være involvert i transkripsjon og ulike utviklings kategorier som muskel, skjelett og blod utvikling (figur 1C). Med fokus på de vanligste deregulerte biologiske prosesser og sammenligne foldene av endring av disse genene, la vi merke til at cellesyklus og apoptose relaterte biologiske prosesser, ble mer påvirket i livmorhals og livmorkreft enn i vulva kreft celler (figur 1D og S3 Table). Utviklings kategoriene var mer mangfoldig (Fig 1E), og vi var i stand til å identifisere utviklingsrelaterte prosesser stort sett beriket i livmorhalsen (muskel organ utvikling) eller vulva og livmorkreftceller (embryonale morkaken utvikling). Humant papillomavirus (HPV) representerer den viktigste faktoren for livmorhalskreft [20], og som forventet ble den biologiske prosessen med «reaksjon på viruset beriket bare i oppregulert genet populasjonen av pasienter med livmorhalskreft, med
Mx1
, interferon regulerende faktorer 7 og 9 (
Irf7
,
Irf9
), og interferon-stimulert gener 15 og 20 (
ISG15
,
Isg20
), stiller høye uttrykk nivåer og dermed bekrefter aktivering av antivirale responsrelaterte gener i HPV-infiserte celler (S2A fig).
A. Venn-diagrammer sammenligne oppregulert. B. downregulated forskjellig uttrykt gener i livmorhalsen, endometrial og vulva kreft kontra deres tilsvarende normale prøver. C. Mest biologiske prosesser. D. Sammenligning av berikelse av cellesyklus og apoptose relaterte kategorier i de tre gynekologisk kreft som er identifisert av Comparative GO [17] i oppregulert genet listene og i E. downregulated genet lister. F. Pathways deregulerte i alle gynekologisk kreft er avbildet i søylediagrammer.
Identifisering av felles trasé og nettverk i utvikling av gynekologisk kreft
Pathway berikelse analyse ble utført utnytte Expander 5.2 [ ,,,0],21,22] og DAVID Kunnskaps 6.7 [23,24]. Informasjon fra KEGG, REACTOME, BIOCARTA og PANTHER pathway databaser ble hentet og brukt for identifisering av differensielt uttrykte gener involvert i oppregulering eller nedregulering av kjente veier. Utnyttelse av ulike databaser gitt oss en fordel å kommentere våre generert gynekologiske kreft signaturer i trasé som var representert bare i en database. Denne merknaden avdekket flere nye trekk ved gynekologiske kreftsignalveier er kjent for å være involvert i kreftdannelse, utvikling og immunrespons, som ble beriket i cervical, endometrial og vulva kreft prøver (figur 1F). Wnt, ErbB, VEGF trasé ble hovedsakelig beriket i downregulated genet befolkningen. Wnt veien, som er kjent for å regulere transkripsjon aktivitet og føre til avvikende celledelingen og migrasjon assosiert med kreft formasjon [25-27], ble funnet faktisk deregulert som dokumentert av nedregulering av
Wnt2
,
Nfatc1
,
og Nfatc4
gener. Det er godt etablert at ErbB-reseptor pathway misregulation og overdreven signalisering er assosiert med utviklingen av kreft. I vår studie, selv om
ErbB
-2 ble oppregulert i livmorkreft,
ErbB
-2 og
ErbB
-3 ble nedregulert i pasienter med vulva kreft. B-celle og T-celle-reseptor signalveier som er involvert i immunresponssystem, ble også påvirket. Nøkkel genet komponenter som
Nras plakater (oppregulert i alle gynekologisk kreft),
Pik3ca plakater (oppregulert i livmorhalskreft, nedregulert i livmorkreft), og
juni
,
akt3 product: (nedregulert i livmor og vulva kreft), som også er involvert i kjente kreftrelaterte pathways, viste variabel uttrykk i alle tre gynekologisk kreft. I denne studien, observerte vi at
Arid1a
viser en statistisk signifikant nedregulering både i endometriet og vulva kreftpasienter, men ikke i livmorhalskreftpasienter (S2B Fig). Dette funnet antyder vanlige abnormt opererer mekanismer som styrer endringer i PI3K-Akt og TP53 signalveier som fører til tumordannelse i begge typer kreft [28].
I samsvar med tidligere resultater fra genet ontologi analyse, mesteparten av oppregulert og downregulated gener dannet nettverk, hvor den viktigste effekten av samspill gener i alle gynekologiske krefttyper er avbildet i Cellesyklus og Immunologisk sykdom for oppregulert samvirkende gener, og i cellevekst og spredning, Cellular Development, celledød og overlevelse og andre metabolske og morphogenesis relaterte kategorier for downregulated samspill gener (S3A og S3b Fig). Lignende nettverk ble dannet da vi analyserte vanlige regulerte gener i alle gynekologisk kreft. The Cell Cycle relaterte nettverk utstilt den nest høyeste poengsum, mens kreft og celledød relaterte nettverk vises den tredje høyeste poengsum (S4A og S4B figur).
Kreft-relatert stier og gen signaturer
Basert på ovennevnte funn, vi deretter undersøkt for forekomst av felles sti signaturer i andre typer kreft. For å oppnå dette, sysselsetter data fra kommenterte pathway databaser, la vi merke til at bryst, bukspyttkjertel, prostata, og kolorektal kreft korrelerte med cervical, endometrial og vulva kreft trasé (fig 2A). Dette resultatet ble styrket når våre underskrifter ble sammenlignet med dem som kommenterte i MSigDB 4.0 [18] og GeneSigDB 4,0 [19] databaser. I samsvar med sti resultater, de fleste av signaturer som overlappet med vår studie, dvs. med mer enn 5 gener til felles og
p
0.01, ble avledet fra bryst, lunge og prostata kreft, som var blant de beste de (Fig 2B). Spesielt, overlapping mellom våre differensielt uttrykte gener ble funnet med mange stamcelle signaturer, som var den andre, oftest korrelert gen signatur etter brystkreft. Virus og immunresponsrelaterte signaturer var også anriket på alle differensielt uttrykte gener for alle tre typer av gynekologisk kreft i studien. Søk i MSigDB 4.0 [18] database for oncogene signaturer beskrevet en betydelig overlapping mellom alle tre gynekologisk kreft med lunge (5 signaturer), bryst (9 signaturer) og prostatakreft (5 signaturer), som vist i Tabell S2. Alle disse data fremheve det faktum at selv om det er mange gener som er deregulert i hver krefttype, kan bare en liten prosentandel av vanlige dem som finnes i flere typer kreft. I de fleste tilfeller, ikke overlapper hverandre ikke overstiger 20 til 30 gener. Et sammendrag av alle de gener som er forskjellig uttrykt i mer enn fem studier kommenterte i GSEA 2.0.14 [18], skapte et gen liste, som inkluderte gener med høyere sannsynlighet for å inntreffe eller å være involvert i utviklingen av svulster. Totalt 81 gener ble funnet gjennom GSEA 2.0.14 [18] for å være representert som et gen signatur i mer enn fem studier, med
Fos Hotell og
Ccnd2
involvert i Cell Cycle prosess,
Anxa1
,
Birc3
,
Socs2
,
Gch1
, og
Chst11
involvert i regulering av apoptose, og ulike transkripsjons regulatorer slik som
ID2
,
Klf4
,
BCI3
,
Satb1
,
Egr1
, og
Fos
som er beriket i flere vev maligniteter. Dermed kan vår tilnærming gi mulighet for fremtidige flere sammenligninger med andre kjente gen signaturer og scoring gener, basert på frekvensen av forekomsten i ulike sykdommer eller kreft-relaterte kategorier (tabell 1).
A. Søylediagram som viser betydningen av overlapping mellom de tre gynekologisk kreft i denne studien med andre kjente typer kreft og deres kommenterte veier. B. Oncogene gen signaturer fra MSigDB 4.0 [14] og GeneSigDB 4.0 [15].
Liste over genene forskjellig uttrykt i noen av våre tre gynekologiske krefttyper som overlappet med mer enn fem onkogene signaturer, som dokumentert fra GSEA databasen, danner en robust onkogen signatur for GCer og andre typer kreft.
korrelasjon av livmorhalskreft differensielt uttrykte gener med den nylig identifiserte celle-befolkningen fra cervical squamocolumnar krysset
Nylig ble det foreslått at livmorhalskreft stammer fra et lite antall av en diskret populasjon av cuboidal epitelceller som ligger ved squamocolumnar (SC) krysset ved ectoendocervical område av livmorhalsen [25]. Disse dataene gitt oss muligheten til å teste om denne unike befolkning med et potensial for malignitet aksjer fellestrekk med etablerte typer gynekologisk kreft. Overlapping mellom våre oppregulert differensielt uttrykte gener i livmor og livmorhalskreftpasienter og oppregulert gener i squamocolumnar krysset (75 gener) og ectocervix plateepitel regionen (660 gener) [29], kommer til å forsterke denne ideen. Nærmere bestemt, mens gener som karakteriserer ectocervical plateepitel befolkningen ble beriket i alle gynekologisk kreft (cervical 65 gener, endometrial 86 gener, vulva 47 gener), squamocolumnar koblings celler delte likhetstrekk med oppregulert gener i livmor (7 gener) og livmorhalskreftpasienter (9 gener ), men ikke med de vulva kreftpasienter (3 gener), som vist i fig 3A. Dette squamocolumnar krysset gruppen inkluderte gener som komplement faktor B og H (
CFB
,
CFH
), som er involvert i reguleringen av immunreaksjon og interferon-induserte protein 44 (
Ifi44l
), som også er aktivert i antiviral respons. Interessant,
S100p
-genet, som er forbundet med cellesyklus, cellevekst og invasjon og rapportert å være en ny uavhengig prediktor for dårlig prognose i kolorektal og hepatocellulært karsinom [30], ble også funnet oppregulert bare i vulvacancer prøvene i vår studie. Men til tross for høye nivåer av sitt uttrykk funnet også i livmorhalskreftpasienter, ble det ikke ansett forskjellig uttrykt (
p
= 0,07), på grunn av variasjon mellom kreftprøver. Disse dataene gir for første gang en direkte sammenligning mellom gynekologisk kreft og denne romanen anatomiske området, noe som potensielt kan være vert for mulige tidlige initierende kreft hendelser [29].
A. Anriking av forskjellig uttrykt gener fra våre gen signaturer av cervical, endometrial og vulvacancer med endocervix søyle, squamocolumnar krysset (SC) og ectocervix plateepitel gen signaturer. For betydelige forskjeller med
p
0,05, stjernen ble brukt for merknader. B. Anriking av forskjellig uttrykt gener fra våre gen signaturer fra livmorhalsen, livmor og vulvacancer med Myc, Prc og kjernemoduler, identifisert til å spille en nøkkelrolle i dannelsen og etableringen av pluripotency i embryonale stamceller [33]. For betydelige forskjeller med
p
0,05, stjernen ble brukt for merknader.
embryonale stamceller dele fellestrekk med gynekologisk kreft
Vurderer berikelse i stamcelle signaturer og basert på nyere funn på genuttrykk likheter og selvfornyelse egenskaper mellom kreft og embryonale stamceller (ES), vi har oppdaget betydelig anrikning av Myc og Polycomb (PRC) moduler som opererer i embryonale stamceller [31], også i den cervikale, endometrial og vulva kreftpasienter (figur 3B). Fra de tre karakteriserte moduler i embryonale stamceller [31], ble Myc modul beriket i oppregulert befolkningen i alle tre gynekologiske krefttyper studert her, mens Prc ble beriket i downregulated differensielt uttrykte gener av livmorhals og livmorkreft. E-cadherin [32] og
EpCAM product: [33] er tidlige markører og viktige gener i omprogrammering prosessen involvert i embryonale stamceller kolonidannelse og etablering. Begge genene ble funnet å være oppregulert i livmorhals og livmorkreft (
EpCAM
i livmorhalskreft,
p
= 0,14), men ikke i vulva kreftpasienter. Dette funnet er i tråd med vår observasjon så langt, at livmor og livmorhalskreft dele en større grad av felles funksjoner (gener, genetiske signaturer, endrede biologiske prosesser) enn med vulva kreft. Dette kan gjenspeile den vanlige embryonale opprinnelse livmorhalsen og livmoren.
Identifisering av felles flere funksjoner i gynekologisk kreft
Uansett det faktum at flertallet av databasene dekker et bredt spekter av kreftformer og onkogene signaturer, i vår studie har vi valgt representative studier fra hver kreft eller pre-cancerous type som også inneholdt normale vevsprøver, for identifisering av informative gynekologiske kreftspesifikke genmarkører, og sammenlignet dem med våre data ved hjelp av samme metode. Analyse av vulva intraepitelial neoplasi (VIN) lesjoner [34,35], som representerer en pre-cancerous stadium av vulva kreft, viste god konkordans (~ 35%) med vår tidligere preget gen signatur i vulva kreftpasienter [6]. Vulva intraepitelial neoplasi viste også oppregulering av gener som er involvert i cellesyklus og apoptose, og nedregulering av gener involvert i transkripsjon og utvikling. Lignende resultater ble oppnådd fra re-analyse av lymfeknuter (LN) fra platecelle-karsinom i vulva [36] med ~ 28% samstemmighet, når vi sammenlignet de biologiske funksjonene til oppregulert og downregulated gener. Cell Cycle, ble apoptose, transkripsjon og utviklingsrelaterte kategorier beriket i differensielt uttrykte gener av LN (+) vs. LN (-), som i vår studie. De samme kategoriene ble beriket i livmorhalskreft studier [4,5,37,38] og livmor studie [39], enten i genet ontologi analyse av biologiske funksjoner eller sti analyse. Ved å utvide våre funn til andre gynekologisk kreft studier, ble det gjort klart at det var fellestrekk blant endometrial, vulva og livmorhalskreftceller i form av biologiske funksjoner og sti deregulering. Basert på den lille overlapping mellom genene forskjellig uttrykt i hver studie, kommer vi til den konklusjon at mer enn ett nettverk eller kaskade kan føre til malign transformasjon i vulva, cervix og endometrial vev.
Identifisering av viktige transkripsjonsfaktorer i gynekologisk kreft formasjon og nye moduler i livmorhalskreft
Identifikasjon av transkripsjonsfaktor (TF) berikelse med PRIMA algoritme [40] i et smalt område rundt genet transkripsjon start hotellet (TSS), som strekker seg -1000-200 bp, førte til identifisering av 30, 39 og 22 transkripsjonsfaktorer for livmorhals, livmor og vulvacancer hhv.
E2F
,
E2f1
,
HIF-1 Hotell og
SBR
var de fire transkripsjonsfaktorer som ble funnet anriket på alle krefttyper (Fig 4A) , med
E2f1 product: (
p
= 0,038) og
HIF
-1 (
p
= 0,004) blir også beriket i de 72 vanligste oppregulert gener (fig 1 A). Hypoksi-indusert faktor 1,
HIF
-1, oppregulert i livmorhals og vulva kreft, har blitt identifisert til å reagere på endringer i oksygennivå i mobilnettet miljø og formidling av effekter av hypoksi. Hypoksi fremmer dannelsen av blodårene og bidrar til dannelse av kreftsvulster i brystet [10,41].
E2F
transkripsjonsfaktor familie er assosiert med cellesyklusregulering målretting cyclin A2 (
Ccna2
, oppregulert i livmorhalsen og livmorkreft), cyclin D1 (
Ccnd1
oppregulert i livmorkreft ), cyclin-avhengig kinase 2 (
Cdk2
, oppregulert i livmorhalskreft) og apoptose relaterte gener som
Casp3 plakater (oppregulert i livmorhalskreft) og
Casp8 product: ( oppregulert i livmorkreft). I tillegg til disse transkripsjons regulatorer, andre godt karakterisert faktorer som
NF-y
,
STAT1
,
Irfs Hotell og
c-myc
:
Max
, ble også beriket i de 72 vanligste oppregulert gener. Interessant, sammenligning med andre studier på vulva [34,35], cervical [4,5,37,38] og livmor [39] kreft, avslørt
HIF-1 Hotell og
E2F
som sentrale transkripsjons kontroll enheter for modulering av genekspresjon i kreft. Bortsett fra disse to transkripsjon regulatorer,
Zf5
en kjent Interactor av
BRCA1
tumor suppressor [42], ble også funnet anriket i alle de tidligere studiene som brukes for sammenligning og i vår vulvacancer gen signatur studie [6]. Promoter-analyse viste at det er et bestemt sett av transkripsjonsfaktorer som regulerer differensialuttrykk mellom normale og kreftprøvene i alle gynekologiske kreftformer (fig 4a).
A. Venn-diagram over vanlig transkripsjon regulatorer funnet å bli beriket i nærheten av TSS (-3000, 200 bp) av oppregulert gener i hver gynekologisk kreft. B. Punktdiagram som viser korrelasjonen mellom HeLa-cellelinjen og en livmorhalskreft matrise (r = 0,84). C. Heatmap av korrelasjonen av ekspresjonen av alle gynekologisk kreft og de tilsvarende normale prøver, med ekspresjon av HeLa, K562, A549, HepG2 og normale hjerneceller som beregnet fra mer enn tre uavhengige studier for hvert vev eller cellelinje. Deponeringsnummer fra alle studiene er vist i Tabell S3. D. Bar graf som viser anrikning av kommenterte transkripsjon regulatorer fra koder i HeLa celler i oppregulert genene i livmorhalskreftpasienter. E. Heatmap av transkripsjonsfaktor bindingssetet overlapping av transkripsjons regulatorer beriket i livmorhalskreft oppregulert gener (S4 Table). F. Heatmap viser korrelasjonen mellom juni og AP2 moduler med apoptose, og av E2F /NFY med cellesyklusregulering. G. Bar grafer av korrelasjonen av E2F /NFY og MAX /CEBP moduler med Myc modul for oppregulert gener. H. Bar grafer av korrelasjonen av E2F /NFY og MAX /CEBP moduler med Pre-modulen for downregulated gener.
Bortsett fra beregnings identifikasjon av transkripsjonsfaktor bindingsseter, tilgang til chip-seq eksperimenter av KODE database [43], ledet oss til å undersøke korrelasjonen av de tilgjengelige transkripsjon regulatorer som ble funnet å bli beriket i oppregulert genene i livmorhalskreftpasienter ved hjelp av data fra HeLa livmorhalskreft cellelinje [44]. HeLa-celler, som har blitt systematisk undersøkt med
neste generasjons sekvense product: (
NGS
) og microarray teknologi [43,44], utstilt som forventet, en høy korrelasjon med livmorhalskreft uttrykk profil ( fig 4B og S4 tabell). For å systematisk å undersøke omfanget av fellestrekk mellom HeLa-celler og livmorhalskreft celle ekspresjonsprofilen, vi tilfeldig valgt tre uavhengige studier, som undersøkt uttrykket profil på den samme microarray plattform, og anvendt de samme trinnene i å analysere genets ekspresjonsnivåer. Alle arrays fra HeLa eksperiment, enkeltvis eller i gjennomsnitt, viste høy korrelasjon hovedsakelig med livmorhalskreftceller (fig 4C og S4 Table). Andre sammenligninger av gjennomsnittlig uttrykk profilen til alle tre gynekologisk kreft med andre godt studert kreftcellelinjer (A549, K562, HepG2) og normalt vev (hjerne), bekreftet at HeLa cellelinje kan trofast simulere livmorhalskreft uttrykk profil.
Videre transkripsjonsfaktorer
STAT1
,
Stat3
,
CEBP
,
E2f1
,
E2f4
,
E2f6
,
Fos
,
Myc
,
Ap2 Hotell og
juni
ble alle beriket i oppregulert genene, med en relativ forhold fra 1,5 til 15 (figur 4D) for oppregulert mot downregulated gener (S2 tabell), når annotert i en region av 5 kb rundt TSS (-2500 til 2500 bp) av de differensielt uttrykte gener i cervikale kreftpasienter. Analyse av de overlappende områdene av disse transkripsjons regulatorer, viste for første gang fire nye distinkte moduler, noe som faktisk representerer mindre sett av genet under signaturer [31] (fig 4E og S4 tabell). Den første modulen (E2F /NFY modul) består av
Nfy-A
,
Nfy-B
,
Gabp
,
Nrsf
,
IRF3
, og
E2F
transkripsjon regulatorer,
Nrf1
,
STAT1 Hotell og
cMyc
, med de fleste av dem regulere transkripsjon av cellesyklusprosesser . Ytterligere to nye moduler som består av
Ap2a Hotell og
Ap2g plakater (AP2 modul) og
Max Hotell og
CEBP plakater (max /CEBP modul), henholdsvis adskilt fra de andre faktorene, mens en fjerde klynge av transkripsjon regulatorer med
cJun
,
Jund
,
cFos Hotell og
Stat3 product: (juni Module), var assosiert med inflammatorisk respons. Alle modulene ble funnet å være betraktelig beriket i oppregulert genene, kontrollerer ekspresjon av et livmorhalskreft gen signaturer (701 av 763 gener), mens kombinasjonen i par var mer hyppig med 2,5 til 10 ganger i oppregulert populasjonen, som fører til konklusjon at modulene samhandle og samarbeide for aktivering av livmorhalskreft signatur gener.
til tross for synergi og samarbeid med transkripsjon regulatorer i hver modul, vi deretter undersøkt hvilken rolle hver faktor og rangert dem basert på prosentandelen av gener som de regulerer i hver av de biologiske funksjoner som påvirkes i alle gynekologiske kreftformer og embryoniske stamcellemoduler. Den E2F /NFY modulen ble rangert som den første og viktigste modulen for å regulere cellesyklus prosess, mens AP2 og Jun moduler, ble rangert som de viktigste modulene i apoptose (figur 4F). Fra modulene preget i ES-celler [31], Myc modul viste sammenheng med både E2F /NFY og MAX /CEBP (
p
0,05,
χ
2-test) , noe som tyder på en mulig synergi mellom de enkelte transkripsjon regulatorer danner disse modulene om regulering av uttrykk av livmorhalskreft signatur gener. 0,01.
