Abstract
Bakgrunn
Genome-wide genuttrykk profil ved hjelp av dype sekvense teknologier kan kjøre oppdagelsen av kreft biomarkører og terapeutiske mål. Slike tiltak er ofte begrenset til profilering uttrykket signaturen enten mRNA eller mikroRNA (miRNA) i en enkelt type kreft.
Metodikk
Her tilbyr vi en integrert analyse av genom-wide mRNA og miRNA uttrykk profiler av tre forskjellige urin kreft: karsinomer i blæren, nyrer og testikler
hovedfunnene
Våre resultater synliggjør generell eller kreft-spesifikke roller i flere gener og mirnas som kan. tjene som kandidat onkogener eller undertrykkere av tumorutvikling. Ytterligere komparative analyser på system nivå avdekket at betydelige avvik i cellen vedheft prosessen, p53 signalering, kalsium signalering, ECM-reseptor og cellesyklus trasé, DNA reparasjon og replikasjonsprosesser og immunsystemet og inflammatorisk responsprosesser var de vanligste kjennetegnene på kreft hos mennesker. Gensettene viser testikkelkreft spesifikke deregulerings mønstre ble hovedsakelig involvert i prosesser knyttet til mannlige reproduktive funksjon, og generelle forstyrrelser av flere metabolske veier og prosesser knyttet til cellemigrasjon var de karakteristiske molekylære hendelser for nyre- og blærekreft, henholdsvis. Videre viste også vi at svulster med samme histologiske opprinnelse og gener med lignende funksjoner tendens til å gruppere sammen i et klyngeanalyse. Ved å vurdere sammenhengen mellom uttrykk for hver miRNA og sine mål, fant vi ut at deregulering av «viktige» mirnas kan resultere i den globale avvik av en eller flere veier eller prosesser som helhet.
Konklusjoner
Dette systematisk analyse tydet molekylære fenotyper av tre urin kreft og undersøkt deres variasjoner på miRNA nivå samtidig. Våre resultater ga en verdifull kilde for fremtidige studier og fremhevet noen lovende gener, mirnas, stier og prosesser som kan være nyttig for diagnostiske eller terapeutiske anvendelser
Citation. Li X, Chen J, Hu X, Huang Y, Li Z, Zhou L, et al. (2011) Sammen mRNA og mikroRNA Expression Profilering av tre urin Kreft avslører Vanlige kjennetegnene og kreft-spesifikke Molecular Events. PLoS ONE 6 (7): e22570. doi: 10,1371 /journal.pone.0022570
Redaktør: Xin Yuan Guan, The University of Hong Kong, Kina
mottatt: 07.04.2011; Godkjent: 24 juni 2011; Publisert: 25.07.2011
Copyright: © 2011 Li 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 departementet for vitenskap og teknologi i Kina, 863 program (2006AA02A301, 2006AA02A302, 2009AA022707); National Key Scientific Program of China (No. 2011CB944303 til Y.T.-G.); Foundation National Natural Science of China (30900817); renovering prosjektet i Shenzhen og Hong Kong (ZYB200907080110A); Promotion Program for Shenzhen Key Laboratory, Shenzhen, Kina (CXB200903090055A og CXB201005250016A til Z.M.-C.); og biobank av komplekse sykdommer i Shenzhen (CXC201005260001A). 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
urin neoplasms utgjøre en stor byrde på human helse, med prostatakarsinom rangert som de mest dominerende urin svulster etterfulgt av blære og nyre carcinoma in America [1], andre typer urin svulster er relativt uvanlig. Men blære, nyre, prostata og testikkelkreft karsinom er de fire beste urin svulster i Kina [2]. Blærekreft er en av de dyreste kreftformer på grunn av nødvendigheten av livslang overvåking involverer øvre kanalen bildebehandling, urin cytologi, og cystoskopi fra diagnose til død for pasienten [3]. Nyrecellekarsinom (RCC) utgjør ca 2% av alle krefttilfeller, med en verdensomspennende årlig økning på 1.5 til 5.9% [4], [5]. Testikkelkreft, på den annen side, utgjør mellom 1% og 1,5% av mannlige neoplasmer og 5% av urologiske tumorer generelt, og det er den mest vanlige kreftdiagnose hos menn i alderen 15 til 35 [6], [7 ]. Videre epidemiologiske undersøkelser tyder på at det er en klar trend mot en økende forekomst av testikkelkreft i de fleste industrialiserte land i Nord-Amerika, Europa og Oseania de siste tiårene, selv om betydelige forskjeller i insidensen er observert mellom nabolandene [8].
til tross for intensiv innsats fra mange etterforskere i løpet av de siste årene, de eksakte mekanismene som er involvert i initiering og progresjon av disse urin kreft fortsatt i stor grad uklart. Transitional karsinom (TCC) av blæren er den mest vanlige (~90%) histopatologisk type blærekreft. Mange faktorer, blant annet kromosomavvik, genetiske polymorfismer, og genetiske og epigenetiske forandringer, er tenkt å bidra til tumorigenesis eller progresjon av TCC [9]. Tilsvarende er mange miljøfaktorer og genetiske faktorer også foreslått å være assosiert med utvikling av tydelig nyrecellekarsinom (ccRCC), som er den mest vanlige subtype (~70%) av nyrecellekarsinom [10]. I tilfelle av testikler bakterie-cellesvulster (TGCT), den fremherskende (90-95%) subtype av testikkelkreft, tidligere genom-wide uttrykk analyse eller målrettede studier undersøkte alfa-fetoprotein (AFP) mRNA-nivå i atypiske nomas viste at nomas og embryonalt karsinom kan utvikles gjennom felles molekylære mekanismer [11].
Vårt tidligere arbeid på ccRCC viste at samtidig profilere uttrykk mønstre av mRNA og mirnas i samme panel av kreftpasienter ved hjelp av et massivt parallell sekvense plattform (Illumina GA II) er en meget integrerende og reproduserbar måte å dissekere den molekylære basis for kreft hos mennesker [12]. Her vi først genererte hel-genom uttrykk profiler av proteinkodende gener i TCC og TGCT og preget uttrykk mønstre av mirnas i TGCT. Kombinert med resultatene av våre tidligere studier på ccRCC [12] og TCC [13], systematisk sammenligning av de tre forskjellige urin kreft i begge mRNA og miRNA nivåer i totalt 27 pasient matchet tumor normal vev parene identifisert flere gener og mirnas som var jevnt deregulerte i alle tre urin kreftformer utelukkende eller deregulert i en enkelt form for kreft. I tillegg systemnivå eller sti basert analyse streket også rollene til vanlige endringer i flere kreft trasé og kreft-spesifikke molekylære hendelser i tumorutvikling.
Resultater
Et øyeblikksbilde av mRNA og miRNA profilering resultatene som genereres i TGCT, TCC og ccRCC
Et stort antall av vitnemål viste konsistente mønstre av uttrykk blant pasientene (syv TGCTs, ti TCCS og ti ccRCCs) med samme urin kreft. Sammenlignet med matchet normal kontroll, ble totalt 3181, 4321 og 4596 mRNA signifikant forskjellig uttrykt (absoluttverdien av log
2 ratio ≥1, FDR≤0.01) i TGCT, TCC og ccRCC hhv. Antallet mirnas betydelig deregulerte i de tre krefttilfeller var 254, 226 og 118, henholdsvis (absoluttverdien av log
2 ratio ≥1,
P
≤0.01). Statistiske metoder for å bestemme de differensielt uttrykte gener og mirnas er beskrevet tidligere [12], og hele listen av deregulerte mRNAer og mirnas kan finnes i tabell S1 og S2, henholdsvis. Som rapportert i våre tidligere studier [12], [13], resultatene av vår hel-genom uttrykk analyse korrelert godt med uavhengige qPCR valideringsresultater, som er beskrivende for god pålitelighet av våre sekvense tilnærming og analytisk rørledningen.
som vist i figur 1, var det 103 og 185 gener som er blitt oppdaget å være oppregulert eller nedregulert gående i alle de tre kreft, henholdsvis, og bare ni og åtte mirnas vises konsistent opp- og nedregule mønstre, respektivt. Antallet gener og mirnas som ble deregulert (opp eller ned) bare i TGCT var 1819 (527 oppregulert og 1292 nedregulert) og 150, henholdsvis. Vi har også observert 2,697 gener og 124 mirnas stiller betydelige uttrykk endringer bare i TCC, og 3,182 gener og 69 mirnas ble deregulert utelukkende i ccRCC. De gjenværende tall i figur 1 representerer gener og mirnas som var jevnt deregulerte i to av de tre urin kreft.
Venn-diagrammer illustrerer overlappende forhold mellom antall oppregulert gener (A), ned-regulerte gener (B), oppregulert mirnas (C) og nedregulert mirnas (D) blant disse kreftformene.
Pathway berikelse av gener betydelig deregulerte i de tre kreft
Alle av gener som ble deregulerte i hver av de tre kreft ble brukt som innganger for DAVID bioinformatikk ressursen separat for å identifisere den vesentlig deregulerte trasé [14]. De resulterende lister over KEGG veier betydelig beriket (
P
≤0.05) i deregulerte gener i TGCT, TCC og ccRCC er oppført i tabell S3. Som illustrert i figur 2, ble celleadhesjonsmolekyler (CAM) bane påvirkes i alle de tre kreft. Andre veier forstyrret i to kreftformer inkludert p53 signal og ECM-reseptor og cellesyklus trasé, som ble forstyrret i TCC og ccRCC, og kalsium signalveien, som ble avbrutt i TCC og TGCT. Cytokin-cytokin reseptor interaksjon veien ble påvirket i både TGCT og ccRCC. Spesielt, kjemokinet signalveien ble også betydelig anriket på deregulerte gener i TCC, noe som indikerte at forstyrrelse av den normale funksjon av cytokiner kan være en vanlig molekylær hendelse i tumorutvikling [15]. Andre veier som ble påvirket bare i en enkelt type av kreft (for eksempel MAPK signalering i TCC og glykolyse i ccRCC) er også vist i figur 2. Det er interessant, som nevnt i tidligere studier, kan global nedregulering av multiple metabolske veier bli en karakteristisk fenotype av ccRCC, i det minste sammenlignet med de to andre kreftformer profilerte.
KEGG trasé vesentlig anriket (
P
≤0.05) med differensielt uttrykte gener er illustrert, og den humane sykdoms trasé fjernes manuelt. Trasé som ble betydelig anriket i alle tre kreftformer er avbildet i rødt, de beriket i to kreft er i gult, og de beriket i bare ett kreft er i grønt.
Gene ontologi (GO) berikelse analyse av gener uttrykt forskjellig i de tre cancere
Gene sett som viser de samme deregulerte uttrykk mønstre i flere kreftformer eller gener som viser cancer-spesifikk ekspresjon deregulering er antatt å være funksjonelt viktig for tumorigene prosessene [16]. Derfor undersøkte vi alle genene som viste de samme deregulerings mønstre i to eller tre urin kreft og alle gener som ble utelukkende deregulerte i bare ett kreft mot GO database for å identifisere betydelig deregulerte GÅ biologiske prosessbetingelser (justert
P
≤0.05). De detaljerte resultatene av GO berikelse analyse er opplistet i tabell S4. For de 288 genene som viste de samme deregulerings mønstre i alle de tre krefttyper, de fleste av de svært beriket GO biologiske termer relatert til cellesyklusen prosessen (justert
P
≤5.0 × 10
-05) . Andre viktige biologiske prosesser som er vesentlig anriket på gener deregulerte i hvilke som helst to av de tre cancere inkludert dannelsesprosessen, celleadhesjon og celledifferensieringsprosessen, som ble påvirket i TGCT og TCC; immun og inflammatorisk respons prosess, som ble rammet i TGCT og ccRCC; og DNA replikasjon og reparasjonsprosesser, som ble rammet i TCC og ccRCC. Bemerkelsesverdig, vi også observert at gensettene viser TGCT-spesifikke deregulerings mønstre ble hovedsakelig involvert i prosesser knyttet til mannlige reproduktive funksjon, for eksempel spermatogenesis, gjødsling og spermatid utvikling [17]. Gener utelukkende deregulerte i TCC ble anriket i biologiske prosesser er knyttet til tumor invasivitet og metastase, som for eksempel dannelsesprosessen, celle (-matrix) adhesjon, celledifferensiering, celle bevegelse og celle kryss organisasjon [18]. Mange gener som ble deregulert bare i ccRCC ble innblandet i prosesser knyttet til immunresponsen og transmembrane transport av relativt små molekyler.
Gene Expression korrelerer med tumortyper
neste studert forskjellene i genet ekspresjonsprofiler som kan brukes til å skille mellom, eller gi biologiske innsikt i den molekylære forskjeller i tumorer med forskjellige histologiske opprinnelse. Av de 596 gener som ble deregulert i alle de tre kreft (Tabell S5), ble 64 uttrykt forskjellig (absolutt verdi av log
2-forhold ≥1, FDR ≤0.01) i minst 75% av de 27 pasientene. Som vist i figur 3, uten tilsyn hierarkisk gruppering av de tumorprøver basert på de relative ekspresjonsnivå av disse 64 gener viste at svulster med den samme histologiske opprinnelse som regel en tendens til å gruppere sammen (bortsett fra TGCT T17 og T18), og at disse genene kan bli delt inn i fem store klynger som viser ulike uttrykk mønstre blant svulster. Gener i klynge 1 og 2 klynge var overveiende oppregulert og nedregulert i de fleste tumorene sekvensert, respektivt. I kontrast, gener gruppert i klynge 3 var oppregulert i ccRCC men ned-uttrykt i TCC og TGCT.
differensial uttrykk verdi matrise av 64 gener med absolutte verdien av log
2 ratio ≥1 og FDR≤0.01 i minst 75% av 27 pasienter ble brukt til å utføre uten tilsyn hierarkisk gruppering. De ulike krefttyper (merket i toppen, B, TCC, T, TGCT, K, ccRCC) ble gruppert etter den oppregulering (rød) og nedregulering (grønn) mønstre av tilsvarende gener (oppført vertikalt ved deres offisielle genet symbol ).
deregulert uttrykk mønstre av mirnas i de tre urin kreft
i denne sammenlignende studie, observerte vi at over halvparten (17/31) av miRNAs som ble abnormt uttrykt i alle de tre kreft utstilt konsekvent uttrykk mønstre (figur 1C og 1D). Mange av disse miRNAs (som MIR-142-3p, MIR-155, MIR-21 og MIR-210) som var kjent for å fungere som «onkogener» i tidligere studier ble observert å være jevnt oppregulert, mens andre potensielle » tumor suppressors «som la-7c og MIR-214 ble nedregulert i vår studie (gjennomgått av Ramiro Garzon et al. [19] og Aurora Esquela-Kerscher et al. [20]). En stor andel av de deregulerte mirnas viste også kreftspesifikke uttrykk mønstre (figur 1C og 1D). I samsvar med andre studier på TGCT [21], [22], MIR-372 og MIR-373 har blitt foreslått å fungere som onkogener, og ble funnet å være oppregulert utelukkende i TGCT samt stjerneskjemaet MIR-373 * i vår studie, noe bekrefter sine spesielle roller i TGCT utvikling. mirnas utelukkende deregulerte i de to andre kreftformer inkludert MIR-143 og MIR-195, som ble nedregulert i TCC. MIR-122, en tidligere anerkjent tumor suppressor som hadde vist seg å være spesifikke for leverkreft [23], ble oppregulert i ccRCC.
Som vist i tabell 1, har vi også lagt merke til at et betydelig antall miRNA familier ble deregulert i to eller tre typer kreft. Flere medlemmer av MIR-8 familien, som har assosiasjoner med kreft hos mennesker hadde blitt rapportert flere ganger [24], [25], viste varierte uttrykk mønstre i disse tre kreftformer. Andre miRNA familier (som Mir-199, MIR-17 og MIR-506 familier) som ikke tidligere har fått merknad i kreftstudier ble også observert å bli deregulert enten konsekvent eller inkonsistent i to eller tre krefttypene i denne studien (tabell 1). Interessant, identifiserte vi tre særegne miRNA familier eller grupper som viste TGCT spesifikke oppregulert uttrykk mønstre (tabell S2). 42 medlemmer av MIR-515 familien (MIR-515-527) og åtte medlemmer av MIR-302-367 cluster (MIR-302a, MIR-302a *, MIR-302b, MIR-302b * MIR-302c, speil 302d, MIR-302d * og MIR-367) var bare oppregulert i TGCT og ikke i de to andre kreftformer, og tre medlemmer av MIR-105-767 cluster (MIR-105, MIR-105 * og MIR-767 -5p) ble rangert som topp ti oppregulert mirnas i TGCT.
Pearsons korrelasjon mellom uttrykket nivåer av forskjellig uttrykt mirnas og deres potensielle målgener
Vi undersøkte biologisk relevans betydelig deregulerte mirnas ved å evaluere sammenhengen mellom uttrykk nivåer av hver miRNA og alle dens spådd målgener. Signifikante korrelasjoner (
P
≤0.05) ble funnet mellom 77, 196 og 444 miRNA-mRNA par i TGCT, TCC og ccRCC henholdsvis (Tabell S6). Farten biologiske prosesser som ble beriket med disse betydelig korrelert målgener ble bestemt ved hjelp av DAVID, og beriket GO kategoriene er oppført i tabell S7 for TGCT, TCC og ccRCC hhv. Flerkjerne regulatoriske prosesser eller signalveier som er sannsynlig å være av funksjonell betydning for svulstutvikling, herunder utviklingsprosess, JAK-STAT cascade, celledifferensiering, cellebevegelse og andre prosesser knyttet til celledød eller apoptose regulering, ble alle spådd til være under den potensielle påvirkning av deregulerte miRNAs.
etter nøye gjennomgang av de enkelte mirnas som negativt korrelert med uttrykket nivåer av sine mål gener, fant vi at Mir-367 (som tilhører den MIR-302-367 klynge nevnt ovenfor) ble oppregulert utelukkende i TGCT og dens forutsagte mål
CDKN1C
, en trykt gen som er karakterisert ved hyppig tap av prege i esophageal og brystkreft, ble også nedregulert i TGCT (
r
= -0,59,
P
= 0,024) [26], [27]. En annen miRNA, MIR-195, ble nedregulert og målet
MAP7
, som hovedsakelig uttrykt i celler av epitelial opprinnelse og er i stand til å stabilisere mikrotubuli, ble observert å være oppregulert i TCC (
r
= -0,48,
P
= 0,031) [28].
Som forventet ble uttrykket nivåer av enkelte mirnas signifikant korrelert med flere mål gener. 43 forutsagte målgener under regulering av oppregulert MIR-19a /b var alle nedregulert i TCC, og 11 av dem ble anslått til å være regulert av både MIR-19a og MIR-19b (tabell S6). I tillegg tre mirnas MIR-20b, MIR-363 og MIR-30c som var utelukkende nedregulert i ccRCC viste også signifikant korrelasjon med uttrykket nivåer av 23, 25 og 37 av deres spådd målgener, (Tabell S6) . Spesielt de korrelerte målgener av Mir-20b ble hovedsakelig involvert i reguleringen av metabolske prosesser (justert
P
= 0,037) og tre av målene (
JAK1
,
CCND2
og
SPRED1
) deltar i regulering av JAK-STAT signalveien. Men ingen beriket biologisk prosess ble funnet i de korrelerte målet genet sett av MIR-30c og MIR-363.
Diskusjoner
Denne studien gitt en integrert oversikt over tre urin kreft basert på deres hel-genom uttrykk profiler av både mRNA og miRNA. Alle matchet tumor normal prøve parene fra de 27 kreftpasienter var forberedt og sekvensert ved hjelp av de samme protokoller på samme plattform, og de resulterende rå sekvense data ble også sendt til lignende foreløpige analyser [12]. Dermed antok vi at tekniske variasjoner på grunn av inter-laboratorium eller inter-plattform forskjeller bør være minimal eller ubetydelig i denne studien. Våre resultater viste at komparativ analyse av ulike kreftformer kan gi ytterligere i dybden innsikt i systemnivå molekylære mekanismer for tumordannelse som ellers er relativt vanskelig å bli tydet ved å fokusere på bare én type kreft. Videre har vi fått uttrykket profiler av mirnas og proteinkodende gener i alle 27 pasienter. Integrative analyse av mRNA og miRNA uttrykk profiler lettere identifisering av deregulerte biologiske prosesser eller veier som kan være under regulering av miRNAs, som igjen kan tjene som ideelle terapeutiske mål [29].
Forskning de siste tiårene har foreslo at transformasjonen av normale celler til ondartet kreft kan være styrt av flere felles regler [30]. Vår komparativ analyse av de tre forskjellige kreftformer urogenitale avslørte også de vanlige fysiologiske forandringer som forekommer i tumorceller. Betydelig deregulering av utviklings- og differensieringsprosesser og trasé kontrollerer cellesyklus i to eller flere kreftformer indikerte at dedifferensierte tumorcellene var ufølsom for inhibitorisk (anti-vekst) signaler som normalt ville blokkere inngang til en aktiv cellesyklus tilstand. Dereguleringen av p53 signalveier kan lette både angiogenese og resistens mot apoptose [31]. Aberrasjon av kammene sti og ECM reseptorer gjør kreftcellene til å slippe sine primære tumormasser, invadere nærliggende vev og kolonisere andre steder [32], [33]. I tillegg, som demonstrert i vår studie, hyppig dereguleringen av cytokin-relaterte veier samt immun og inflammatoriske responsprosesser er en annen vanlig kjennetegn på kreft hos mennesker [34]. For mange faste tumorer, cytokiner, sammen med CAM, spiller en viktig rolle i induksjon av antitumorimmunresponser og tumor avvisning i svulsten mikromiljøet hvor immun og maligne celler reagerer [35]. Videre siste nye data foreslått at kreftrelatert betennelse bidrar til spredning og overlevelse av tumorceller og knyttet denne betennelsen til behandlingsrespons og prognose av kreftpasienter [36].
Systematisk sammenligning av tre urin kreft også vist at et stort antall av deregulerte gener ble anriket i bestemte baner eller prosesser som kjennetegner de forskjellige biologiske oppførsel av hver kreft. Gensettene utelukkende deregulert i TGCT er hovedsakelig involvert i hannreproduksjonsmessige prosesser som spermatogenese, spermatid utvikling og befruktning, noe som indikerer at normal testikkelfunksjon var gått tapt under omdannelsen av normale somatiske celler til kreftceller. I mellomtiden, global nedregulering av flere metabolske veier og betydelig deregulering av biologiske prosesser knyttet til blodkoagulering, lipid og ion transport ble kun observert i ccRCC. Som rapportert tidligere, kan lidelse av intravaskulær koagulasjon føre til nyreskader [37]. Den unike uttrykk profilen til TCC var preget av betydelig deregulering av prosesser knyttet til tumor invasivitet og metastasering. I samsvar med sine molekylære fenotyper, TCC oppfører seg også unikt i form av dens kliniske funksjoner og prognose. Det er anslått at ca 70% av TCC pasienter til stede overfladiske ikke-muskel-invasiv tumorer som ikke er livstruende, men har en tendens til å gjenta seg; de øvrige tilfellene presentere muskel-invasive svulster er vanligvis en høy risiko for død i forbindelse med fjernmetastaser [38].
Klassifisering av kreft basert på uttrykk mønstre av viktige molekylære markører som kan brukes for kreftdiagnostikk, prognose og prediksjon hadde vært mye beskrevet og anvendt i tidligere studier [39]. I denne studien ble hierarkiske gruppering av gener deregulert i et flertall (over 75%) av pasientene profilerte kan vanligvis klassifisere tumorene i grupper med samme histopatologiske manifestasjoner (figur 3). Gener i klynge 1 er dominert av onkogener som er oppregulert i de fleste svulster, for eksempel
CCND1
,
PERP Hotell og
RRM2 product: [40], [41], [42]. Videre
TCF19
koder en transkripsjonsfaktor som antas å spille en sentral rolle i å regulere uttrykket av målgener. Genproduktet av
CCNB1 plakater (cyklin B1) og cdc2 danner modning fremmende kompleks, noe som er viktig for å stimulere celledeling [43]. Produktet fra
CENPF
kan spille en rolle i kromosom segregering under mitose [44] og kan brukes som en verdifull markør for progresjon nasofaryngeal karsinom [45]. I motsetning til gener som tilhører cluster 2 tapte betydelig deres uttrykk i de fleste av urin neoplasmer profilerte. Mange gener gruppert i klynge 2 er anerkjent som kandidat tumor suppressors i tidligere studier. Metylering-forbundet stanse av
FAM107A
ble identifisert i de tre urin svulster [46]. Proteinproduktet av
DCN plakater (decorin) er i stand til å undertrykke veksten av forskjellige tumorceller [47], [48], [49].
TCF21
var abnormt metylert og brakt til taushet i hode og nakke plateepitelkarsinom og ikke-småcellet lungekreft [50];
C2orf40
ble hypermethylated og transcriptional forstummet i kolorektal kreft og glioma, og dens overuttrykk ført til en betydelig reduksjon i cellevekst [51]. Totalt sett, selv om de fleste av gener som er nevnt ovenfor ble kjent for andre kreftformer, deres unormalt i urin svulster ble sjelden rapportert før. Våre funn fremhevet deres generelle effekter i TCC, TGCT og ccRCC. Videre, som gener med liknende uttrykk mønstre eller funksjoner tendens til å gruppere sammen, andre gener (f.eks
TCF19
) i klynge 1 og 2 kan også være ansvarlig for viktige funksjoner i disse tre kreftformer, og dermed er verdig videre oppmerksomhet i fremtidige studier.
i tillegg har vi også identifisert en undergruppe av gener (cluster 3) som var oppregulert i ccRCC men nedregulert i TCC og TGCT. Ekspresjonen av
CNN1
er et sent stadium differensiering markeringen av glatte muskelceller, og en reduksjon i
CNN1
er forbundet med underutviklede nyretumor fartøy som mangler integritet [52], [53]. Tre gener (
AMOTL1
,
CAV1 Hotell og
COL15A1
) i denne klassen ble funksjonelt forbundet med angiogenese prosessen.
AMOTL1
styrer cellemigrasjon og celle-celle adhesjon in vivo under angiogenese [54].
CAV1
øker dannelsen av endotelceller kapillærer [55] og ved å stanse all sin uttrykk ved antisens oligodeoksynukleotider svekker angiogenese prosessen
in vitro Hotell og
in vivo product: [56]. Videre, over-ekspresjon av
CAV1
i ccRCC hadde blitt dokumentert tidligere og er antatt å være viktig for utviklingen av ccRCC [57], [58]. Vaskulære systemer i ulike svulstene er svært variabel i sine størrelser, former og forgreninger mønstre og er vanligvis ikke organisert i den konvensjonelle hierarki av arterioler, kapillærer og venules [59]. Nyrecellekarsinom er en vaskulær-rik tumor, og vi seg muligheten for at den større tumormassen er, jo mer komplekst vaskulære system tumoren behov for næring. Således adaptive over-ekspresjon av angiogenese-relaterte gener som skal være avgjørende for spredning av tumorceller innenfor stor masse av ccRCC.
mirnas er en viktig klasse av små ikke-kodende RNA som er i stand til å regulere timelige og vevsspesifikke uttrykk mønstre av proteinkodende gener på post-transkripsjonsnivået, blokkering oversettelse og /eller fører til mRNA degradering [60]. mirnas spille en aktiv rolle i tumordannelse ved å regulere uttrykket av sine mål gener, noe som resulterer i en villfarelse av flere sentrale biologiske prosesser eller veier [20], [61]. Vår analyse identifisert en rekke kommenterte kreft-assosiert mirnas som MIR-142-3p, MIR-155, MIR-21, MIR-210, la-7c og MIR-214 stiller konsekvent deregulering i TCC, TGCT og ccRCC, som kan foreslå sine generelle effekter på menneskers utvikling kreft. Noen miRNA familier eller grupper som helhet ble også betydelig deregulert i vår studie (tabell 1). De observerte co-ekspresjonsmønster for disse miRNA familier eller klynger var forventet, ettersom andre studier har foreslått at de fleste av de kjente mirnas blir tandem gruppert og transkribert som polycistronisk primære transkripsjoner [62], [63]. MIR-8 (også kjent som «MIR-200») familie utstilt forskjellige mønstre i TCC, TGCT og ccRCC i vår studie. Nedregulering av MIR-8-familien ble identifisert i flere kreftformer som bryst, eggstokk og bukspyttkjertelen nevroendokrine tumorer, og inhibering av MIR-8 familie induserer epiteliale-til-mesenchymale overgang (EMT), som er sett på som en viktig tidlig trinn i tumormetastase [24], [25], [64]. Interessant, over-uttrykk for MIR-8 familien har også vist seg å forbedre mus brystkreft celle kolonisering å danne fjernmetastaser [65]. Kort sagt, kan MIR-8 familien spiller ulike roller i ulike kreft hos mennesker, og våre data også foreslått deres ulike roller i urin kreft.
Integrative korrelasjon analyse av uttrykket nivåer av miRNAs og deres anslåtte målgener i de tre kreft ytterligere aktualisert effekten av visse mirnas på tumorutvikling. Av det store antall mål hvis uttrykk nivåer korrelerte negativt med MIR-19a og /eller MIR-19b i TCC (tabell S6), ble mange gener kjent for å være assosiert med kreft basert på tidligere funksjonelle studier. For eksempel, et produkt av målet genet
ARRDC3
kan binde og degradere ITGβ4 protein, noe som påvirker spredning, migrasjon og invasjon av brystkreft celler
in vitro product: [66]. Ekspresjonen av et annet mål,
CBX7
, avtar med malignitet karakter og neoplasi stadium i tyreoideacancer [67] og er forbundet med en mer aggressiv fenotype i bukspyttkjertelkreft [68]. Således antas vi at nedregulering av MIR-19a og MIR-19b kan også fremme tumorigen prosessen med TCC. En annen miRNA verdig varsel er MIR-20b i ccRCC, som målrettet 3 gener (
JAK1
,
CCND2 Hotell og
SPRED1
) deltar i JAK-STAT signalering. Nedregulering av MIR-20b kan derfor føre til aktivering av JAK-STAT vei, som er dokumentert i mange kreft studier [69], [70], [71], [72]. Påfallende, de nedregulert mål for Mir-20b er hovedsakelig involvert i mange metabolske prosesser (justert
P
= 0,037), noe som kan delvis forklare den karakteristiske fenotype av ccRCC (global deregulering av multippel metabolske veier i ccRCC som vist i figur 2).
