Abstract
Infeksjoner i prostata av bakterier, menneskelige papillomavirus, polyomaviruses, xenotropisk murine leukemi virus (MLV) -relaterte gammaretroviruses, menneskelige cytomegaloviruses og andre medlemmer av herpesvirus-familien har vært mye forsket. Imidlertid har mange studier gitt motstridende og kontroversielle resultater. I denne studien har vi systematisk undersøkt transcriptomes menneskelige prostata prøver for de unike genomiske signaturer av disse patogener ved hjelp av RNA-seq data fra både vestlige og kinesiske pasienter. Menneskelig og ikke-menneskelig RNA-seq leser ble kartlagt på menneskelige og patogen referanse genomer henholdsvis ved hjelp av justeringsverktøy Bowtie og BLAT. Patogene infeksjoner og integrasjoner ble analysert i tilslutning til de standarder fra publiserte studier. Blant de ni patogener (Propionibacterium acnes, HPV, HCMV, XMRV, BKV, JCV, SV40, EBV og HBV) vi analysert, ble Propionibacterium acnes gener påvist i alle prostata kreftprøver og alle tilstøtende prøver, men ikke i prostata prøver fra friske enkeltpersoner. SV40, HCMV, EBV og lav-risiko HPV transkripsjoner ble oppdaget i en tumorprøve og to tilstøtende prøver fra kinesiske prostatakreftpasienter, men ikke i noen prøver av vestlige prostatakreftpasienter; XMRV, BKV og JCV sekvensene ble ikke identifisert i vårt arbeid; HBV, som en negativ kontroll, var fraværende fra alle prøvene. Dessuten ble det ikke patogen integrering identifisert i vår studie. Mens ytterligere validering er nødvendig, gir vår analyse bevis for Propionibacterium acnes infeksjoner i menneske prostatakreft. Bemerket forskjeller i virusinfeksjoner på tvers av etnisitet gjenstår å bli bekreftet med andre store prostata kreft datasett. Effektene av bakterielle og virale infeksjoner og deres bidrag til prostatakreft patogenesen vil kreve kontinuerlig forskning på tilknyttede patogener
Citation. Chen Y, Wei J (2015) Identifisering av Patogen signaturer i Prostate Cancer Bruke RNA-seq. PLoS ONE 10 (6): e0128955. doi: 10,1371 /journal.pone.0128955
Academic Redaktør: Andrew McDowell, University of Ulster, STORBRITANNIA
mottatt: 24 september 2014; Godkjent: 01.05.2015; Publisert: 08.06.2015
Copyright: © 2015 Chen Wei. 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: All relevant data er i avisen og dens saksdokumenter filer
Finansiering:. Astrazeneca gitt støtte i form av lønn for forfattere JW og YC, men ikke har noen ekstra rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet. De spesifikke roller disse forfatterne er formulert i «forfatterens bidrag» -delen
Konkurrerende interesser: En eller flere av forfatterne er ansatt av et kommersielt selskap (Astrazeneca R D Mölndal).. Dette endrer ikke forfatternes tilslutning til PLoS ONE politikk på deling av data og materialer.
Innledning
Som den nest vanligste årsaken til kreftrelaterte dødsfall blant menn [1], prostatakreft (PCA) er fortsatt en stor folkehelseproblem. En betydelig mengde av bevis har vist at kronisk betennelse kan være forbundet med utbruddet av PCa [2, 3]. Kroniske inflammatoriske infiltrater er vanlige funn i prostata vevsprøver og patogen infeksjoner anses å være en mulig årsak av disse.
Det er kjent at Propionibacterium acnes (
P
.
acnes
) spiller en viktig rolle i human helse og sykdom [4].
P
.
acnes
i huden generelt har en positiv effekt på menneskelig helse ved å forhindre kolonisering av patogene mikroorganismer, men når verten blir kompromittert (traumer, skade eller endringer i immunstatus), kan det vise sykdomsfremkallende potensiale [5, 6]. Tilstedeværelsen av
P
.
acnes
har vært sterkt korrelert med histologisk betennelse, noe som tyder på at denne bakterien kan være knyttet til kreftutvikling [7, 8]. Flere studier har vist høy forekomst av Gram-positive bakterien
P
.
acnes
i prostata vev av menn diagnostisert med prostatakreft sykdom [9, 10]. Infeksjon av en prostata epitel cellelinje med
P
.
acnes
induserer en sterk vert betennelsesreaksjon og transformasjon, som kan være en trigger for kreft initiering eller progresjon [6, 10].
virus forårsaker 10-15% av alle kreft hos mennesker. Sammenhengen mellom infeksjoner forårsaket av DNA-virus, og utvikling av svulster er vel etablert i mange krefttyper. Virus assosiert med kreft hos mennesker er kjent som «tumor virus». De fleste av disse virus er i stand til å integrere i vertsgenomet og immortaliserende målcellen, for å lette deres egen replikasjon. Den infiserte celle uttrykker de virale gener, som er i stand til å indusere cellevekst, proliferasjon og forhindre apoptose. For eksempel øker en høy hepatitt B-virus (HBV) belastning og kronisk hepatitt B (CHB) infeksjon risikoen for utvikling av leverkreft. HBV er et DNA-virus som kan integrere DNA i vertsgenomet for derved å øke utbyttet av transaktivator protein HBxAg. HBxAg er involvert i mange metabolske veier [11]. Nylig har noen forskere identifisert tilbakevendende HBV integrering arrangementer på kjente og antatte kreftrelaterte gener som TERT, MLL4 og CCNE1. Disse genene viste oppregulert genekspresjon i tumorer, men ikke i normalt vev [12]. Klarlegging av tumor-DNA virus foreninger vil styrke vår grunnleggende kunnskap om Oncogenesis mekanismer og gi grunnlag for forebyggende kreft tiltak.
Mer og mer forskning har indikert at virusinfeksjoner kan føre til kronisk eller tilbakevendende betennelse i prostata og selv initiere eller fremme kreftutvikling [13-15]. Viral produkter er i stand til å samhandle med interferon signalveien og indusere celle transformasjon synergi [16]. Et antall virus er rapportert å være assosiert med prostatakreft eller prostata-infeksjoner, nemlig menneske papillomavirus (HPV), polyomaviruses (BK, JC, og SV40), og medlemmer av herpesvirus-familien (HCMV, EBV) [17-21].
HPV er nå anerkjent som en av de viktigste årsakene til livmorhalskreft [22]. Høy risiko HPV har også vært hyppig påvist i både godartede og ondartede prostata vev [23]. Det finnes mer enn 100 ulike typer av HPV, og over 30 av disse typene er overført seksuelt, noe som gjør HPV er den vanligste seksuelt overførbare sykdommen. De ulike HPV-typer er delt inn i to super kategorier-de som er mer sannsynlig å utvikle seg til kreft og de som er mindre sannsynlig. De såkalte «high-risk» skjemaene er mer sannsynlig å føre til utvikling av kreft, mens «lav risiko» virus sjelden utvikle seg til kreft.
HCMV infeksjon vanligvis går ubemerket hos friske mennesker, selv om det kan være livstruende for immun-kompromittert, for eksempel HIV-smittede personer, organtransplanterte pasienter, eller spedbarn. Etter infeksjon, har HCMV evnen til å forbli latent i kroppen i lengre perioder. Til slutt kan det føre mucoepidermoid carcinoma og muligens andre kreftformer. Det er også rapportert at HCMV kan være forbundet med prostatakreft [19, 24]. Epstein-Barr virus (EBV), best kjent som årsak til mononukleose, er innblandet i noen maligne lymfomer og lymphoepithelioma lignende karsinom [25].
Polyomaviruses er små (40-50 nanometer i diameter) ikke-kappekledde DNA-virus, og icosahedral i form. De er potensielt onkogene (tumor-forårsaker); og ofte består mens latente infeksjoner hos en vert uten å forårsake sykdommer, men kan forårsake tumorer i en mengde av en annen art, eller en vert med en ineffektiv immunsystem. De polyomaviruses som infiserer mennesker, inkludert BK-virus (BKV), JC virus (JCV), og Simian virus 40 (SV40), vanligvis forårsake infeksjoner som er subklinisk og vedvarende [18].
xenotropisk murine leukemi virus-relatert virus (XMRV) ble først oppdaget i pasienter med PCa og senere i pasienter med kronisk tretthetssyndrom (CFS) [26, 27]. Noen videre studier har gitt bevis for XMRV infeksjon ved PCA [28-31] om sin tilknytning til CFS og PCA har vært stor grad diskreditert [32, 33]. Nylige studier har antydet at nærværet av XMRV kan være et resultat av mus DNA-kontaminering [34, 35]. Fordi noen resultater som indikerer tilstedeværelse av XMRV ved PCA ikke kan være helt tilskrives prøve forurensning [36], her undersøkte vi den mulige sammenhengen mellom XMRV og PCa.
Avdekke de genomiske effekter av kjente patogener ved PCA fortsatt en utfordring. Mens de fleste PCa forskning har fokusert på den PCR-baserte målrettet deteksjon av viruser, som gjør hele genomet utspørrings mulig fremme av neste generasjon sekvenseringsteknologi. Vårt mål er å analysere RNA-seq data fra kinesiske og vestlige PCA pasienter for å identifisere patogener og deres integrering i verts genomer.
Materialer og metoder
Tre RNA-seq datasett
data~~POS=TRUNC 1:. single-end miRNA-seq data fra en samlet biopsi-påvist PCa prøven og en samlet kontrollprøve av australske pasienter uten påvisbar kreft
Små RNA sekvensering ble brukt til å profilere og sammenligne mirnas i den ikke-sperm celle brøkdel av sædvæske fra menn med biopsi-påvist cancer (en samleprøve fra 6 menn) og menn med forhøyet serum PSA men negative biopsi resultater (en samleprøve fra 6 menn) [37]. RNA ble ekstrahert ved hjelp av Trizol reagens (Life Technologies) og ryddet opp ved hjelp RNeasy Mini sett (Qiagen). . Den single-end miRNA-seq data ble lastet ned fra EBI ENA (https://www.ebi.ac.uk/ena/data/view/SRP041082)
Data satt to: parvise end mRNA seq data fra PCA vev fra kaukasiske pasienter.
Transcriptomes (poly A +) av 20 prostatakreft og 10 matcher tilstøtende vev ble sekvensert ved hjelp av Illumina GAII plattformen. RNA ble ekstrahert fra prøvene ved hjelp av Ribopure sett (Ambion). Totalt RNA prøver ble behandlet for transkriptomet sekvensering ved hjelp av Illumina mRNA-seq protokollen. Den patologiske status av tumorprøver ble bekreftet før behandling, og tumor prøver hadde en tumorcelle prosent 80% med Gleason poengtall i området fra 6 til 9 [38]. MRNA-seq data ble lastet ned fra EBI ENA (https://www.ebi.ac.uk/ena/data/view/SRX022060-SRX022089)
Data satt tre. Parvise end mRNA-seq data fra kinesiske PCA vev.
Prostatakreft og tilstøtende normalt vev fra 14 pasienter hentet fra Shanghai Changhai Hospital ble brukt som en kohort for RNA sekvensering (ved hjelp av Illumina HiSeq 2000 sekvensering maskin). De tumorprøver hadde Gleason score spenner fra 4 til 8 [39]. MRNA-seq data ble lastet ned fra EBI ENA (https://www.ebi.ac.uk/ena/data/view/ERP000550). Fem prøver (4T, 5T, 6N, 11T, 12N) hadde ingen tilgjengelige parvise end leser, som vi analysert ved hjelp av en enkelt-end strategi.
Alle datasettene ble generert i FASTQ format. Den prøvetaking, sekvensering og klinisk informasjon av de 3 RNA-seq datasett ble oppført i S1 fil. Den gjennomsnittlige leselengde for Data sette en, to, tre er 49bp, 36bp, og 90bp hhv.
patogener undersøkt i vårt arbeid
Vi har en systemisk litteraturgjennomgang av virus og bakterier rapportert i prostatakreft og til slutt valgte syv virus: HPV, HCMV, XMRV, BKV, JCV, SV40, EBV og ett bacterium- Propionibacterium acnes (
P
acnes
.) for å undersøke sine patogen assosiasjoner PCa. Vi har også brukt HBV virus, som kan forårsake hepatitt B og sjelden forekommer hos pasienter med PCa som en negativ kontroll virus å evaluere våre sekvenseanalyseresultater.
Referanse Sekvenser som brukes til kartlegging
Referanse sekvenser besto av menneskelige og patogen sekvenser. Menneskelige genom og transkriptom sekvensene ble lastet ned fra NCBI hjemmeside (NCBI bygge 37). Propionibacterium acnes og alle de virale genomet og transkriptom sekvensene ble også tatt fra NCBI bygge 37.
Patogen deteksjon og analyse av patogen integrasjonssider
mRNA-seq dataanalyse rørledning for Data satt to og datasett 3.
Vi brukte NGS QC Toolkit (v2.3) [40] for å eliminere dårlig mRNA-seq leser. To kriterier ble brukt til å velge gode lyder: cutOffQualScore = 20 og cutOffReadLen4HQ = 90, noe som betyr at 90% av grunnlaget for en kvalifisert lese må ha kvalitetspoeng = 20. Alle påfølgende analyser var basert på ren mRNA-seq leser.
Begge Bowtie [41] og BLAST-lignende justeringsverktøy-BLAT [42] ble brukt i våre viruskontroll rørledningen. Bowtie er et super lese aligner som raskt kan kartlegge titalls millioner av single-end eller parvise end leser. Vi brukte Bowtie2 (versjon 2.1.0) og anvendt standardparametere for å utføre justeringen.
BLAT er et innrettingsverktøy som BLAST, men strukturert på en annen måte. Det kan effektivt kartlegge kort leser over exon-ekson veikryss og identifisere nye spleise veikryss. Her bruker vi stående BLAT V.35. Parametrene som anvendes for å justere leser med referansesekvenser er som følger:. MinScore = 20, minIdentity = 88, skrittlengde = 5, og kombinert-fine og ingen bot modus
Før kartlegge leser, vi foretatt en justering mellom humane og patogen-sekvenser for å identifisere konsensussekvenser, som ble brukt for å filtrere falske fusjoner. Som vist i figur 1A, leser rå ble først kartlagt til menneskelige og patogen referansesekvenser med Bowtie2, og deretter kartlagt leser (bare for lengde (les) 30) ble plukket ut til å utføre lokal justering med BLAT. Hvis to parvise end leser var unikt kartlagt med en lese kartlagt til menneskelige sekvenser og den andre lese tilordnet spesifikke patogen sekvenser, leser den parvise slutt ble betraktet som en human-patogen fusjon kandidat lese. Hvis en lese fra en sammenkoblet-end leser var unikt tilordnet til mennesker eller patogen sekvenser, og den andre enden lese var entydig fra to deler: en del kartlagt til menneskelige sekvenser og den andre delen til patogen sekvenser, ble det merket en rå menneske- patogen fusjon hendelsen. Etter å oppdage alle de rå fusjonsbegivenheter, søkte vi våre kriterier for å filtrere ut falske positive leser og velger fusjonskandidater.
(A) deteksjon av patogen rørledning (B) Fusion Leser med en del (P1) kartlagt til menneske sekvenser og den andre del (P2) tilordnes på patogen-sekvenser. Leser merket med blått er kartlagt til menneskelige sekvenser, leser markert med grønt er kartlagt til patogen sekvenser, leser markert med svart er ikke kartlagt.
For hver eneste utgangen lese med en del (P1) tilordnet menneskelige sekvenser og den andre delen (P2) kartlagt på patogen sekvenser (se figur 1B), ble følgende kriterier brukt for fusjon filtrering:
det kreves at P1 er strengt kartlagt til menneskelige sekvenser og P2 er strengt tilordnet patogen sekvenser . Verken P1 eller P2 kan overlappe med konsensussekvenser
kartlagt forholdet P1 /(P1 + P2) eller P2 /(P1 + P1) = 0,8
. P1 eller P2 skal være entydig kartlagt.
P1 eller P2 bør ikke ha lav kompleksitet sekvenser.
Etter å ha fått fusjon kandidat leser, vi kartlagt dem til menneske patogen konsensussekvenser for å fjerne falske positive fusjoner i tilfeller der fusjon leser sannsynlig kom fra konsensussekvenser. Til slutt, vi også manuelt sjekket deres pålitelighet ved å bla gjennom deres innretting ved hjelp av web verktøy BLASTN (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) for å sikre at de P1and P2 regionene ble kartlagt på menneskelige og patogen sekvenser .
miRNA-seq dataanalyse rørledning for data sett 1.
miRNA-seq er en type RNA-seq, som bruker neste generasjons sekvenseringsteknologi for å sekvensere microRNAs. Først må vi filtrert ut rå leser med en base kvalitet score på mindre enn 20. Så vi fjernet 3 «sekvense adapter bruker en BioPerl script (tilgjengelig på https://www.bioperl.org/wiki/Removing_sequencing_adapters). Det var små RNA som degraderte mRNA fragmenter, rRNAs, tRNA, mirnas, sirnas i renset leser.
Fordi vår hensikt er å oppdage om patogener finnes i prøvene ved hjelp av miRNA-seq data, analyserte vi den rene leser hjelp av mRNA-seq rørledning for single-end leser.
måle patogen representasjon.
i vår studie, kvantifisert patogen representasjon bestemmes av et mål på den samlede telling av kartlagt leser på patogen genom og uttrykt patogen mRNA i humane prøver.
Vi beregnet de uttrykte patogen mRNA nivåer ved å ekskludere ikke-transkribert patogen genom elementer. Dette eliminerer og reduserer muligheten av nonsens leser og antallet av ikke-transkribert patogen genomiske elementer fra data bassenget. De transkripsjon nivå og gennivå tellinger ble beregnet og FPKM (fragmenter per kilobase av exon per million fragmenter kartlagt) ble normalisert ved bruk av mansjettknapper [43]. Deretter en FPKM filtrering cutoff på 1,0 [44] eller karakter count = 2 ble benyttet for å bestemme nivået av uttrykt transkripter. Enhver patogen uttrykk nivå under cutoff var merket som ikke har noen åpenbar mRNA uttrykk.
Resultater
Vi har analysert tre RNA-seq datasett av PCa samples- to fra den vestlige befolkning og en fra kinesiske population- ved hjelp av metodene beskrevet i Materialer og metoder i denne forskningen papir. For data-set en av miRNA seq data, 1% av ca 100m rå leser ble kartlagt for det menneskelige genom (fordi det meste av leser bør kartlegges for det menneskelige miRNA biblioteket). For data-set 2, bestående av vestlige prostata pasienter, effektiv justering telling var omtrent 17M i gjennomsnitt. Om 86% av lyder ble kartlagt for det menneskelige genom. For data-sett 3, som består av kinesiske prostata pasienter, effektiv justering telling var ca 56m i gjennomsnitt. Rundt 85% av lyder ble kartlagt for det menneskelige genom.
Ingen virus, men
P
.
acnes
oppdaget i PCA prøven fra data satt en
Ingen av virus ble oppdaget i enten den samlede kreft prøve eller normal prøve fra den vestlige befolkningen, men
P
.
acnes
ble identifisert i kreft prøven (se S2 File og tabell 1). Det var ikke høye lest masse
P
.
acnes
genomet (ca. 77 leser kartlagt til hver 100 kb i gjennomsnitt) på grunn av begrenset antall små RNA-sekvenser tilordnet referansesekvenser. De uttrykte gener med FPKM 1 ble oppført i tabell 1. Intracellulær protease /generell stress protein 18 (YP_056816.1) reagerer på miljømessige stressfaktorer, inkludert ekstreme temperaturer, eksponering for giftstoffer, og mekaniske skader. Hypotetisk protein PPA0381 (YP_055091.1) vil trolig spille en rolle i vertsvevet biologisk nedbrytning og inflammasjon [45]. Bakterielle ABC transportører er viktig i celle levedyktighet, virulens og patogenitet [46]. Fe (III) dicitrat ABC transportør (YP_056465.1) deltar i Iron ABC opptakssystemer som er viktige effektorer av virulens
Siden leselengden var mindre.; 60bp, vi kan ikke bruke en enkelt-end strategi for å finne menneske bakterier fusjoner i disse prøvene.
Ingen virus, men
P
.
acnes
påvist i både PCa og tilstøtende godartede prøver i datasett 2
Det var ingen åpenbare virus-kartlagt leser påvist i 20 PCA prøver heller ikke i de 10 matchet tilstøtende prøver fra vestlige pasienter. Men
P
.
acnes
signaturen ble påvist i både kreftprøver og tilstøtende prøver (se S2 File). 14 av 20 kreftprøver og 9 ut 10 tilstøtende godartede prøvene hadde minst to uttrykt
P
.
acnes
transkripsjoner.
Ved hjelp av 10 parvise kreft og tilstøtende prøver, identifiserte vi 7 kreftspesifikke gener fra
P
.
acnes
, som alle ble uttrykt i minst 3 ut 10 kreftprøver (se tabell 2). Blant dem er bakteriell topoisomerase I (YP_054960.1) som kreves for å hindre hypernegative supercoiling av DNA i løpet av transkripsjon og spiller en viktig rolle ved transkripsjon av stressgener i løpet av bakteriell stressrespons [47]. Og forlengelse faktor G (YP_056556.1) fremmer trans skritt i bakteriell proteinsyntese.
Vi prøvde å finne menneske-bakterier fusjon i
P
.
acnes
identifisert prøver, men ingen slike parvise end leser hvor man lese kartlagt til menneskelige sekvenser og den andre kartlagt til
P
.
acnes
sekvenser ble identifisert.
virus og
P
.
acnes
identifisert i kreft og tilstøtende prøver i data satt tre
I denne studien var det 9 matchet kreft og tilstøtende prøver, 3 uparede kreftprøver og 2 uparede tilstøtende prøver tilgjengelig i Data satt tre (se Materialer og metoder).
Den leser fra
P
.
acnes
ble identifisert i alle kinesiske kreftprøver og tilstøtende normale prøver. Prøve 7N, 7T, 8N hadde et høyt RNA nivå av
P
.
acnes plakater (se S2 File). Alle bortsett fra 2 kreftprøver har bevis for uttrykt
P
.
acnes
transkripsjoner. Men vi fant ikke kreftspesifikke
P
.
acnes
transkripsjoner som ble uttrykt i minst 3 kreftprøver som vår standard terskel.
Interessant, noen virus leser ble påvist i tre kinesiske prostata prøver-kreft prøve 7T og tilstøtende prøver 7N, 8N – alt fra pasienter med stadium III PCa og med høy PSA score (7T 7N: PSA 30,33; 8N: PSA10.4) (se S1 File)
Alle tre prøver ble identifisert som å ha viral DNA belastninger,. uttrykt transkripsjoner og mer enn én type virus ble påvist i hver. De infiserte virus Profilene var lik på tvers av de 3 prøvene (se tabell 3). De virus med mer leser var SV40, HCMV, EBV og lav-risiko HPV (som HPV49, 50, 88 108) (se tabell 3 og S3 fil).
På samme måte, vi brukte fusion deteksjon rørledningen å identifisere human-patogen fusjonsbegivenheter. Vi filtrert rå fusjoner bruker konsensussekvenser mellom hver patogen og menneskelig sekvens. Ingen viral eller bakteriell fusjoner ble identifisert i data satt 3.
Det er kjent at forskjellige
P
.
acnes
stammene er forbundet med prostata enn de som vanligvis finnes på huden [48]. De utkast genomsekvenser av to stammer av
P
.
acnes
isolert fra radikal prostatektomi prøver (
P
.
acnes
P6 og
P
.
acnes
PA2) ble rapportert [ ,,,0],49]. Vi prøvde å bruke genomsekvenser av 3 stammer: KPA171202 (fra huden), P6 og PA2 (fra prostata), men lese teller ikke var høy nok til å oppdage den belastningen bestemte sekvenser av gener som husholdningsgenet (RecA) eller den antatte hemolysin-genet (tly) for å undersøke den fylogenetiske forhold mellom bakterielle organismer [50, 51]. 16S rRNA er gullstandarden for fylogenetisk analyse. Imidlertid 16S rRNA kan bli fjernet i løpet av sekvense bibliotek preparat i henhold til protokoller av RNA-seq teknologi. Vi har ikke identifisert noen leser kartlagt til 16S rRNA.
Diskusjoner
Mikroorganisme infeksjoner i prostata av
P
.
acnes
, HPV, HCMV, JCV og BKV og. den nylig oppdagede, XMRV har blitt foreslått som viktige risikofaktorer i utviklingen av PCa [17, 19, 23, 29, 52, 53]. Inntil nå har studier som tar sikte på å replikere assosiasjoner mellom disse patogen infeksjoner med PCa gitt motstridende resultater på tvers av ulike etniske grupper. Vår nåværende studie analysert sammenhengen mellom patogen infeksjoner blant kinesiske og vestlige PCA pasienter som bruker RNA-seq. Så vidt vi vet, er dette den første analysen av den rollen disse virus og bakterier i utviklingen av prostatakreft av både vestlige og kinesiske pasienter som bruker NGS data.
Bakterien
P
.
acnes
ble påvist i alle tre datasett, både kreft vev og tilstøtende godartet prostata vev unntatt i normale prøver fra friske individer. På grunn av data begrensninger, kan vi ikke utelukke at
P
.
acnes
vi oppdaget i prostata vev kan ha kommet fra huden. Vår observasjon var i samsvar med tidligere rapporter som
P
.
acnes
var utbredt i både godartede og ondartede prostata vev [9, 54]. Det er høyst sannsynlig at
P
.
acnes var
stede i prostata kreft, men ikke normale prøver.
P
.
acnes
antas å indusere og opprettholde en inflammatorisk respons ved å produsere kjemotaktiske faktorer som tiltrekker nøytrofile [55] og evne til
P
.
acnes
å overleve fagocytose in vitro er bekreftet [56]. Videre
P
.
acnes
utgivelser proteaser og andre enzymer som bidrar til vevsskade [45]. Verten respons på
P
.
acnes
er kjennetegnet ved produksjon av proinflammatoriske cytokiner slik som tumornekrosefaktor-α (TNF-α), interleukin 1-α (IL-1α) og interleukin 8 (IL-8) [57].
P
.
acnes
har vist seg å indusere disse cytokiner i både makrofager og keratinocytter gjennom TLR2 og TLR4 signalveier [58, 59].
P
.
acnes
kan utgjøre en økt risiko for PCa gitt sin rolle i inflammatoriske prosesser.
Et annet interessant funn i vår studie er at vi observerte forskjellen mellom nærliggende vev rundt svulster og normalt vev fra friske individer .
P
.
acnes
ikke eksisterte i normale prøver fra friske individer, men dukket opp i alle tilstøtende prøver av PCA pasienter i vårt arbeid. Vev ved siden av prostatakreft kan også være under kreftrelaterte endringer, er derfor forsiktig karakterisering av disse ulike vev er nødvendig for å forstå de molekylære endringer som fører opp til PCa [60].
Ingen virus ble påvist i vestlige prostata prøver i Datasett 1 og 2. Men virus som HCMV, EBV, SV40 og lav risiko HPV ble påvist i noen av de kinesiske prostata vev (både kreft og tilstøtende sampler) i data satt 3. tilstedeværelsen av både HPV og EBV gensekvenser var til stede i en lik andel av normal, godartet, og PCa prøver fra australske hanner. Men ved å bruke et utvalg av analytiske teknikker, inkludert in situ-polymerase kjedereaksjon (IS-PCR) og standard flytende PCR før endelig sekvensering av produktet [21], ble ingen DNA-virus transkripter påvises i PCA-prøvene ved hjelp av RNA-seq data fra den TCGA Portal (https://tcga-data.nci.nih.gov/tcga/) [61, 62]. De ulike resultater fra ulike studier er mest sannsynlig skyldes smake forskjeller: etnisk forskjell, patologisk forskjell, etc. Den kinesiske prøve 7N, ble 7T, 8N smittet av både
P
.
acnes Hotell og andre virus. Tilstedeværelsen av multiple virale sekvenser i den samme prostata tumorprøve er særlig bemerkelsesverdig fordi disse observasjoner bekrefter vurderingen av Zambrano et al. [63] som prostata er et habitat for multiple virale og andre infeksjoner, hvorav noen kan ha onkogene potensial. Fordi bare to av 14 pasienter (pasient No.7 og pasient No.8) i datasettet 3 hadde virusinfeksjoner, kan ingen solid konklusjon trekkes med hensyn til om de virus bidra til utvikling av PCa.
XMRV og andre virus ble ikke påvist i noen av de tre datasettene. Våre resultater er konsistente med de fleste publiserte studier på XMRV, som viser at XMRV ikke er tilstede hos mennesker [33, 64-66]. Fraværet av høy risiko HPV16 og HPV18 fra en hvilken som helst av datasettene analysert viser at høy risiko HPV ikke er knyttet til PCa i de undersøkte pasientene.
Det er blitt rapportert at viral og bakteriell integrering forekommer i den menneskelige somatiske genom og kan spille en rolle i kreftutvikling. Det faktum at vi ikke oppdage eventuelle menneskerettighets bakterier eller human-virus fusjon i et datasett kan tyde på at
P
.
acnes Hotell og de 4 virus (HCMV, EBV, SV40, lav-risiko HPV) kan ikke utgjøre alvorlig risiko for utvikling av prostatakreft.
Vår studie ga en rekke interessante funn vedrørende til patogen underskrifter fra PCA pasienter. De store begrensningene av denne undersøkelse er de små RNA-seq datasett størrelse og mangelen på tilgjengelige vevsprøver for validering. Mens resultatene av denne studien, spesielt tilstedeværelse av virus i kinesiske PCA pasienter, gjenstår å bli bekreftet av store prostata datasett, kaster vår analyse lys på den nye anvendelsen av RNA-seq teknologi i å oppdage patogener signaturer i humane kreftformer og klargjøre roman mekanismer for patogen-drevet kreft patogenesen.
Hjelpemiddel Informasjon
S1 fil. Prostata sample informasjon for de tre datasettene
doi:. 10,1371 /journal.pone.0128955.s001 plakater (XLSX)
S2 fil. Kartlagt lese dekning av
P
. .
acnes
sekvenser i de tre datasettene
doi: 10,1371 /journal.pone.0128955.s002 plakater (XLSX)
S3 fil. Viral gener uttrykt i prøver 7N, 7T, 8N til datasett 3.
doi: 10,1371 /journal.pone.0128955.s003 plakater (XLSX)
Takk
Vi takknemlig erkjenne Ziliang Qian og Sophie Dong for gi oss råd om viral fusjon deteksjonsmetoder.
