Abstract
Bakgrunn
Eggstokkreft er den nest mest utbredte gynekologisk kreft hos kvinner. Men det er uten tvil den mest dødelige. Det er vanligvis knyttet til fravær av lett detekterbare markører spesifikke for eggstokk-kreft som kan brukes for tidlig diagnose og spesifikke terapeutiske mål.
metodikk /Principal Funn
Ved hjelp av endepunktet av PCR vi har funnet at en familie av retrogenes, som tidligere antatt å bli uttrykt bare i den mannlige testikler i løpet av spermatogenesen hos menneske, er også uttrykt i normal ovarievev og en stor andel av eggstokkreft. Hos mennesker er det minst elleve slike autosomale retrogenes, som er intronless kopier av gener på X-kromosomet, avgjørende for normal spermatogenese og uttrykkes spesifikt i det humane testikler. Vi testet for uttrykket av fem av de kjente retrogenes,
UTP14C
,
PGK2, RPL10L
,
RPL39L Hotell og
UBL4B
i normal menneskelig eggstokk og eggstokkreft.
Konklusjon /betydning
Vi foreslår at aktiveringen av testis spesifikke retrogenes i eggstokken og eggstokkreft er av biologisk betydning hos mennesker. Fordi disse retrogenes er spesielt uttrykt i eggstokken og eggstokkreft hos kvinnen kan de vise seg nyttig i å utvikle nye diagnostiske og /eller terapeutiske mål for eggstokkreft
Citation. Rohozinski J, Anderson ML, Broaddus RE, Edwards CL, biskop CE (2009) Spermatogenesen Associated Retrogenes er uttrykt i human eggstokk og eggstokkreft. PLoS ONE 4 (3): E5064. doi: 10,1371 /journal.pone.0005064
Redaktør: Anja-Katrin Bielinsky, University of Minnesota, USA
mottatt: 19 august 2008; Godkjent: 06.02.2009; Publisert: 31 mars 2009
Copyright: © 2009 Rohozinski 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:. Midler til dette arbeidet gitt av Saks Fifth Avenue «nøkkelen til en kur» Foundations, den Joann Rosenberg Fund for Ovarian Cancer Research og Ovarian Cancer Research Program ved Institutt for obstetrikk og gynekologi, Baylor College of Medicine og en anonym donasjon kanalisert gjennom CLE. 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
Selv om eggstokkreft er den nest mest utbredte gynekologisk kreft hos kvinner, er det uten tvil den mest dødelige. Det er den femte ledende årsak til kreft-relaterte dødsfall blant kvinner i USA, selv om det representerer mindre enn 4% av den totale kreft diagnostisert. I 2008 er det anslått at det vil være om lag 21 650 nye tilfeller av eggstokkreft diagnostisert i USA og det vil være 15,520 tilskrives dødsfall [1]. Omtrent 45% av kvinner diagnostisert med kreft i eggstokkene vil dø innen 5 år etter diagnose. Dette kan sammenlignes med 14% av dem diagnostisert med brystkreft og 30% med kreft i livmorhalsen og livmoren [2]. Dette høye nivå av morbiditet er antatt å være på grunn av en manglende evne til å gjenkjenne tilstedeværelsen av tidlig stadium ovarian cancer i et klinisk miljø på grunn av mangel av kreft spesifikke markører som kan hjelpe tidlig diagnose og postoperativ overvåking av tilbakefall av sykdommen. Denne situasjonen er klart illustrert ved det faktum at når eggstokkreft er diagnostisert i stadium I og II 82% av ofrene overlever fem år etter diagnose, mens de diagnostisert på stadium III og IV har en fem års overlevelse på 25%. Bare 32% av tilfellene er diagnostisert ved trinn I og II, sammenliknet med 68% ved trinn III og IV [3]. Det er derfor et stort behov for å identifisere mønstre av genuttrykk som er spesifikke for eggstokkreft, slik at nye diagnostiske og terapeutiske strategier kan utvikles.
Som en del av et pågående program studere rollen til gener kritiske for spermatogenesis, vi tidligere identifisert en retrogene,
UTP14C
, forbundet med mannlig fruktbarhet hos mennesker og mus [4] – [6]. Retrogenes oppstår når helt eller delvis prosessert mRNA blir revers transkribert inn i dobbeltkjedet DNA, og dette DNA-kopi settes inn i det genomiske DNA til stede i kromosomene. Hvis kopien er uttrykt som en budbringer RNA og oversatt til et protein den nye genet er kjent som en funksjonell retrogene. Genet hvorfra retrogene stammer er betegnet progenitor-genet. Hos mennesker
UTP14C
ligger på kromosom 13 og oppsto som en omvendt-transkribert kopi av et gen som ligger på X-kromosomet,
UTP14A
. Det har nylig blitt etablert som et uforholdsmessig stort antall funksjonelle autosomal retrogenes ha sin opprinnelse fra X-kromosomet og kjøpte mannlige bakterie-line spesifikk funksjon [7] – [9]. Flere forskjellige hypoteser har blitt foreslått for å forklare dette fenomen evolusjonære [10], likevel den mest overbevisende er det for kompensasjon for transkripsjonen inaktivering av kjønnkromosomene som oppstår i pattedyr når kjønnsorganer dannes i løpet av spermatogenesen [11]. Under gametogenese i det mannlige kjønnskromosomparet via en kort pseudoautosomal region i løpet av tidlig prophase I og kondensere for å danne en macrochromatin legeme kjent som kjønn, eller XY, kropps [11]. I motsetning til de autosomal kromosomene som danner homologe par kjent som synaptonemal komplekser og forblir transkripsjonelt aktive gjennom meiose, er kjønnskromosomer transcriptionally forstummet (meiotisk sex kromosom inaktivering) fra tidspunktet for sex kroppen formasjon til meiose blir konkurrert og haploide spermatider danner [12]. X-kromosomet inneholder et stort antall av husholdningsgener essensielle for normal cellefunksjon og overlevelse. Dermed stanse av X-kromosom under mannlig meiose kan ha noen metabolsk ulempe for senere stadier av spermatogenesen. Retrotransposition av X knyttet housekeeping gener til autosomer, med påfølgende oppkjøp av testikkel bestemt uttrykk, er en mekanisme som for eksempel metabolsk ulempe kan rettes opp i løpet av spermatogenesen uten å forstyrre normal funksjon i somatisk vev [13]. Hos mennesker er det minst elleve slike autosomal retrogenes som har retrotransposed av X-kromosomet og spiller en viktig rolle i å opprettholde effektiv spermatogenesis [10].
Ved hjelp av endepunkt RT-PCR for å skjerme cDNA fremstilt av et omfattende panel av humant vev har vi funnet at
UTP14C
ble uttrykt ikke bare i den mannlige testikler, men også i den kvinnelige eggstokk, og ingen andre vev [6]. Den uventede uttrykk for
UTP14C
i menneske eggstokk bedt oss om å utforske hvorvidt
UTP14C
ble også uttrykt i eggstokkreft. For å avgjøre om uttrykket av testis spesifikke retrogenes i normale eggstokker og eggstokkreft var et generelt fenomen hos mennesker vi også testet for uttrykket av fire andre retrogenes (
PGK2
,
RPL10L
,
RPL39L Hotell og
UBL4B
) som tidligere ble antatt å være uttrykt utelukkende under spermatogenese hos hannen.
Her presenterer vi resultatene av vår skjerm for uttrykket av testis spesifikke retrogenes i normal ovarievev og et panel av eggstokkreft. Vi foreslår at et mønster av testikkel-lignende transkripsjonsregulering som resulterer i retrogene ekspresjon forekommer hyppig i eggstokk-kreft, og kan bidra til patogenesen av sykdommen. I tillegg den unike eggstokkreft og eggstokkreft kreftspesifikke uttrykk for retrogene kodet produkter kan gi ny forståelse av genuttrykk i den kvinnelige og føre til identifisering av nye diagnostiske og /eller terapeutiske mål for eggstokkreft behandling.
Material og metoder
Kilder av vevsprøver og RNA
Prøver av pre- og postmenopausale eggstokkene ble prospektivt samlet inn under kliniske indisert operasjoner utført ved Baylor College of Medicine tilknyttede sykehus etter gynekologiske kirurger. I tillegg prøver av flash-frossen eggstokkreft ble hentet fra Flerfaglig Gynekologiske Tumor Bank ved The University of Texas MD Anderson Cancer Center (MDACC, Houston, Texas), human total testikkel og eggstokkreft RNA ble kjøpt fra Panomics (Fremont, California, USA . produktet # NA2007) og den menneskelige RNA panelet ble kjøpt fra Clontec (Clontech Laboratories Inc., Mountain View California USA. Master Panel II, Product # 636643).
All innsamling ble gjort under godkjenning fra Institutional Review Board ved Baylor College of Medicine (Protocol H-14372). Tillatelse til bruk av menneskelig vev ble innhentet fra hver pasient ved skriftlig samtykke bruke et skjema godkjent av Institutional Review Board for Baylor College of Medicine og dets tilknyttede institusjoner. Skriftlig samtykke ble lignende oppnådd fra pasienter donerer vevsprøver til Flerfaglig Gynekologisk Tumor Bank ved The University of Texas MD Anderson Cancer Center.
RNA ekstraksjon og første tråd syntese
Prospektivt samlet inn vevsprøver ble plassert i 10 ml RNAlater (Ambion, Inc., Austin, Texas, USA) og lagret ved -20 ° C inntil RNA-ekstraksjon. RNA ble ekstrahert fra vekten vevsprøver ved tining i TRIzol Reagent (Invitrogen Corp. Carlsbad California USA) etterfulgt av umiddelbar homogenisering ved hjelp av en vev-homogenisator Tearor (Biospec Products, Inc., Bartlesville Oklahoma, USA). RNA ble gjenfunnet ved hjelp av TRIzol Reagens protokollen. RNA ble resuspendert i nuklease fritt vann og lagret ved -80 ° C. For å fremstille cDNA 5 ug RNA ble behandlet med DNase (Turbo DNA-settet, Ambion Inc.), utfelt og resuspendert til en konsentrasjon på 1 ug per mL. En RETROscript Kit (Ambion, Inc.) ble anvendt for første tråd cDNA-syntese fra 2 ug av RNA med en kombinasjon av oligo (dT)
18 og tilfeldig (dN)
15 primere. Etter syntese av 20 ul reaksjonsblandinger ble fortynnet til 150 ul med nuklease fritt vann og lagret ved -20 ° C.
RT-PCR
genene av interesse ble påvist ved endepunktet av PCR ved bruk av gen-spesifikk primere (tabell 1). Reaksjonsvolum på 20 ul av fortynnet AccuPrime Super Mix II (Invitrogen, Corp.) inneholdende 1 pl av cDNA og retrogene spesifikke primere ble oppvarmet til 94 ° C i 2 minutter og så syklet 35 ganger ved 94 ° C i 20 sekunder, 58 ° C i 20 sekunder, 68 ° C i 30 sekunder, og holdt ved 15 ° C etter den siste syklus. PCR-produkter ble kjørt ut på 1,75% agarosegeler inneholdende etidiumbromid, og båndene visualisert ved UV-belysning. Geler ble fotografert med et Kodak Gel Logic 200 Imaging System.
Diskusjon
Resultater og
Som en del av et pågående program studere rollen til gener avgjørende for spermatogenesis vi tidligere rapportert identifisering av en retrogene forbundet med mannlig fruktbarhet hos mennesker og mus [4] – [6]. Hos mennesker dette retrogene,
UTP14C
, ligger på kromosom 13 og oppsto som en intronless, reverse-transkribert kopi av X-bundet gen,
UTP14A
. Selv om funksjonen til
UTP14A Hotell og
C Hotell og deres produkter er ikke kjent, analogi med produktet fra gjær genet,
Utp14
, tyder på at de menneskelige peptider, UTP14A og C, danner en del av Small-subenheten (SSU) processome som er ansvarlig for å generere 18S rRNA fra dens forløper, U3 snoRNA, i nucleolus [14], [15]. Ved hjelp av endepunktet RT-PCR for å screene cDNA-er fremstilt fra et omfattende panel av humane vev vi funnet
UTP14C
som skal uttrykkes ikke bare i den mannlige testikler, men også i den kvinnelige eggstokk [6]. Denne uventede uttrykk for
UTP14C
i menneske eggstokk bedt oss om å se om
UTP14C
ble også uttrykt i eggstokkreft med håp om å identifisere vev spesifikke markører selektivt uttrykt i normale eggstokker og eggstokkreft. Sluttpunkt RT-PCR ble brukt til å oppdage transkripsjoner for
UTP14A Hotell og
C
i grunnskolen eggstokkreft og etablerte eggstokkreft kreftcellelinjer. Bestemme uttrykk for
UTP14C
av RT-PCR er komplisert av det faktum at det ligger innenfor et aktivt transkribert vert genet,
GT8
.
UTP14C
er resultatet av en retrotransposition hendelse hvor en intronless DNA kopi av
UTP14A
kodende sekvens satt inn umiddelbart oppstrøms for den kodende regionen til stede i terminal ekson av
GT8
på kromosom 13. Deretter
UTP14C
har kjøpt en promoter som driver sitt uttrykk i løpet av spermatogenesen. Fordi transkripsjoner av
UTP14C Hotell og
GT8
lapper muligheten for en enkelt transkripsjon inneholder åpne leserammer fra begge genene oppstår. For å skille mellom de overlapp transkripsjoner som er produsert fra retrogene og verts, ble primerpar designet spesielt forsterke enten
UTP14C
eller
GT8 product: [6] og oppdage eventuelle tilleggsopplysninger som kan inneholde både åpne leserammer. Fig. 1 viser uttrykket profiler av
UTP14A
,
UTP14C Hotell og
GT8
i et representativt utvalg av seks forskjellige papillær serøs eggstokkreft, den vanligste histologiske subtype av dette malignitet, to klare celle og to endometrioid prøver.
UTP14A
, X-kromosomet knyttet stamfar genet som
UTP14C
oppsto, ble uttrykt i alle kreftprøver (kolonne A). Tilsvarende
GT8
, vert genet for
UTP14C
, ble uttrykt i alle prøvene (kolonne C). Den sædcelle-assosiert retrogene,
UTP14C
, ble uttrykt i alle unntatt én av de kreftprøver (kolonne D). Vi testet også våre prøver ved hjelp av en kombinasjon av en 5′-primer spesifikk for
GT8 plakater (som er opp strøm av UTP14C transkripsjonen start stedet) og 3′-primer spesifikk for
UTP14C product: ( som er oppstrøms for
GT8
avskrift) [6]. Fraværet av en PCR-produkt ved hjelp av denne primer paret bekrefter at en skrive gjennom mRNA, som spenner over både
GT8 Hotell og
UTP14C
gener, ikke er produsert og etablerer uavhengigheten av de to overlappende transkripsjoner (kolonne B). Lignende resultater ble oppnådd for alle primerkombinasjoner når et panel av etablerte eggstokkkreftcellelinjer ble testet under identiske betingelser (2774, ES-2, TOV112D, OV90, SKOV3, TOV21G, HEI og OVCAR3 Fig. 2). Imidlertid bør det bemerkes at flere av de cellelinje prøvene viste også nærværet av RNA-transkripter som strakte både verts genet (
GT8
) og
UTP14C
noe som tyder på avvikende transkripsjonsregulering i noen av ovarian kreft cellelinjer. Vi har aldri observert transkripsjon som strakte begge gener i menneske vevsprøver.
Lane A viser produktspesifikke til
UTP14A
. Felt B viser reaksjonsproduktet fra et primerpar spesifikt for
GT8 product: (5 «ende) og
UTP14C plakater (3′ ende), er disse to gener overlapper hverandre på humant kromosom 1 og fravær av et PCR produkt viser at utskrifter fra de to genet er eksklusive. Lane C viser
GT8
gen bestemt produkt, og kjørefelt D, PCR produktet fra
UTP14C
. Molekylvekt markør ble kjørt i kjørefelt M.
Lane A:
UTP14A
bestemt produkt. Lane B: Produkt fra primere som er felles for begge
UTP14C Hotell og
GT8
. Dette primer kombinasjonen ikke gir et PCR-produkt i eggstokkene eller eggstokkreft vevsprøver. Lane C:
GT8
spesifikke RT-PCR produkt. Lane D: Produktspesifikke til
UTP14C
. Primer kombinasjoner er beskrevet i teksten. Etablerte eggstokkreft cellelinjer som ble brukt var 1. 2774, 2. ES-2, 3. TOV112D, 4. OV90, 5. SKOV3, 6. TOV21G, 7. HEY, 8. OVCAR3, og M, molekylær størrelse markør.
den høye frekvensen som
UTP14C
ble uttrykt i vår innledende undersøkelse ledet oss til å utforske forekomsten av sitt uttrykk i et stort panel av eggstokkreft med ulike kliniske histologi. I samlet, fant vi at det transkripsjoner for
UTP14C
lett kan påvises i 41/51 (80%) av papillær serøse kreft, den vanligste formen for kreft undersøkt, og de fleste andre kreft subtyper. Hyppigheten av
UTP14C
uttrykk i en rekke ovarian kreft histologiske undergrupper er vist i tabell 2.
For å finne ut om aktivering av testis spesifikke retrogenes i eggstokkene og eggstokkreft er en generell fenomen ekspresjonen av fire andre retrogenes, som tidligere antatt å være spesifikk testis, ble undersøkt. Spermatogenesis forbundet retrogenes testet kodet for en rekke viktige cellefunksjoner: metabolske enzymer (
PGK2
) [13], ribosomale proteiner (
RPL10L Hotell og
RPL39L
) [16 ] og posttranslasjonell protein modifikasjon (
UBL4B
) [17]. Primerpar spesifikke for retrogenes og deres X knyttet forfedre ble brukt for molekylær karakterisering av genekspresjon i samme panel av eggstokkreft vev beskrevet tidligere.
Hos mennesker er fosfoglyceratkinase kodet av to gener,
PGK1 Hotell og
PGK2
. Fosfoglyceratkinase omdanner 1,3-difosfoglyserat inn i 3-fosfoglycerat i glykolysen pathway. Dette fører til produksjon av pyruvat fra glukose og fruktose [18].
PGK1
ligger på X-kromosomet, og er allestedsnærværende uttrykt mens
PGK2
, en retrotransposed kopi av
PGK1
, ligger på kromosom 6 og viser en testikkel bestemt uttrykk mønster [1. 3]. En annen retrotransposed kopi av
PGK1
er tilstede på kromosom 19, men det oversettes til et avkortet protein og er trolig inaktive som ingen ESTs (Uttrykt Sequence Tags) kan bli funnet i den menneskelige database. I løpet av ekspresjon av det PGK1 proteinet har blitt koblet til paclitaxel motstand [19] og tumor angiogenese [20]. I tillegg er PGK1 proteinnivåer forhøyet i serum fra pasienter pankreasgang adenokarsinom [20], [21]. Dermed ser det ut til at
PGK1
løpet uttrykk kan være av biologisk betydning i visse typer kreft. Påvisning av
PGK1 Hotell og
PGK2
i et representativt panel av eggstokkreft, testikler og pre og post-menopausale eggstokkene er vist i fig. 3. Uttrykk for
PGK2
ble påvist i alle eggstokkene tumortyper med den høyeste frekvensen i papillær serøs (78%) og blandet histologi (76%) svulster (tabell 2). Som forventet for et husholdningsgenet,
PGK1
ble uttrykt i alle tumorprøver. Men på grunn av den lille prøvestørrelse av den sjeldne kreft i eggstokkene subtyper den egentlige frekvens av
PGK2
ekspresjon i disse tumorene kunne ikke beregnes. Det gjenstår å fastslå om
PGK2
uttrykket er assosiert med tumorbiologi.
a. Retrogene ekspresjon i et panel av ovariekreft ble påvist ved RT-PCR. Prøver og kreft histologi var: 1-6. Papillær Serous, 7 8 Clear Cell, 9 10 endometrioid, 11 pre-menopausal eggstokk, 12 postmenopausal eggstokk. Negativ kontroll C og markør M. b. Retrogene uttrykk i normal eggstokkvev: 1-4. pre-menopausale eggstokkene, 5-8. Innlegget postmenopausale eggstokkene, negativ kontroll C og markør M.
Pattedyr ribosomer består av minst 80 ribosomale proteiner [22] hvorav fire er kodet på X-kromosomet [23]. Tre av disse,
RPL10
,
RPL36A Hotell og
RPL39
, har autosomal retrotransposed eksemplarer. To er plassert på kromosom 14 (
RPL10L Hotell og
RPL36AL
) og den tredje på kromosom 3 (
RPL39L
) [16].
RPL36AL
er allestedsnærværende uttrykt mens
RPL10L Hotell og
RPL39L
har tidligere blitt rapportert å bli uttrykt utelukkende i testiklene [16].
RPL10
er også et tumorsuppressorgen, og proteinet som den koder som er kjent som tumor suppresjon proteinet QM [24]. Redusert
RPL10
uttrykket er assosiert med økende grad av prostata adenokarsinom [25]. Primere spesifikke for
RPL10L Hotell og
RPL39L
ble brukt til å screene for uttrykk av disse testis spesifikke retrogenes i et panel av eggstokkreft (Tabell 2, Fig. 3). Transkripsjoner fra begge retrogenes ble påvist i papillær serøs, klare celle og endometroide prøver.
RPL10L
ble uttrykt i 76% av et stort ovarial tumor panel med 84% ekspresjon i papillær serøs kreft, 76% i tumorer med blandede histologi og 44% i endometroide tumorer (tabell 2).
RPL39L
ble uttrykt ved enda høyere frekvens med 98% av papillær serøse kreft inneholder transkripsjon (tabell 2). Expression i svulster med andre histologier var 88% i AGCT (Adult granulosa- Cell Tumor) og 100% i alle andre undertyper som ble testet.
Selv om en direkte rolle for de ribosomale proteiner i kreft biologi er ennå ikke etablert, bør bemerkes at
er RPL39
uttrykk økt brystkreft [26].
RPL39L
uttrykk har blitt rapportert i livmorhalskreft [27] samt cellelinjer som stammer fra bryst, lunge, prostata, tykktarm, bukspyttkjertel og eggstokkreft [16], [20] noe som tyder på at retrogene
RPL39L
kan ha en viktig rolle i biologi av et stort spekter av kreft. Imidlertid bør det bemerkes at en skjerm for
RPL39L
ekspresjon i en human vev RNA panel resulterte i påvisning av denne retrogene i et stort antall normale vev tyder på at selv om
RPL39L
ekspresjon forekommer hovedsakelig i testis det kanskje ikke være testis bestemt (fig. 4). Uttrykk for de retrogenes
RPL10L Hotell og
RPL39L
i kreft kan muligens forbedre ribosom produksjon og /eller translasjonell aktivitet. I testiklene er disse retrogenes uttrykk under sædcelle like før rask produksjon av proteiner som er nødvendig for sperm differensiering og modning.
Uttrykk av X knyttet progenitor gener
PGK1
,
RPL10
,
RPL39 Hotell og
UBL4A
er allestedsnærværende som forventes for gener som koder for viktige cellulære funksjoner. I motsetning uttrykk for spermatogenesis spesifikke retrogenes,
PGK2
,
RPL10L
,
RPL39L Hotell og
UBL4B
, hovedsakelig begrenset til testikkelen. Tissue nøkkel: AG, binyrene; BM, Bone Marrow; B, Brain; H, Hjerte; K, Nyre; L, Liver; Lu, Lung; O, eggstokk; Pl, Placenta; Pr, prostata; SG, spyttkjertel; SM, Skeletal Muscle; SC, Spinal Cord; T, testikler; Ty, Thyamus; St, Thyroid; Tch, luftrør; U, Livmor. M er molekylstørrelsesmarkør og C, er den eneste primeren kontrollere reaksjonen. Uttrykket mønster for
UTP14A Hotell og
UTP14C
har tidligere blitt publisert [5].
Ubiquitin som proteiner (UBLs) er etter translatorisk bundet til en mangfoldig gruppe for andre proteiner for derved å øke den funksjonelle mangfoldet av det kodede proteome. UBL modifiserte proteiner er kjent for å påvirke aktiviteten av et bredt spekter av cellesignalveier [28], [29].
UBL4A Hotell og
UBL4B
er nylig identifisert gener som koder for lite ubiquitin som proteiner [17]. I mus, X-linked
Ubl4A
er uttrykt i alle vevstyper, mens retrogene
Ubl4b
er rapportert å være bare uttrykt i forlengelse spermatider i sene stadier av sædcelle i testiklene [17 ]. Foreløpige tester for
UBL4A Hotell og
UBL4B
uttrykk i et menneske RNA panel funnet ut at
UBL4A
ble uttrykt i alle vevstyper testet.
UBL4B
, som ligger på kromosom 1, ble uttrykt bare i testiklene (Fig. 4) selv senere screening av et større utvalg av pre- og post-menopausale eggstokkene viste at
UBL4B
ble uttrykt i normale eggstokk-vev ved lav frekvens (tabell 2). Resultater av en første skjermbildet for
UBL4B
aktivering i eggstokkene tumorprøver er vist i fig. 3. Tabell 2 viser frekvensen som
UBL4A Hotell og
UBL4B
uttrykk ble oppdaget i et omfattende panel av eggstokkene tumorprøver. Som nesten alle cellulære funksjoner påvirkes av ubiquitinering er det ikke overraskende at endringer i ubiquitin og UBL aktivitet har vært innblandet i tilblivelsen av ulike mennesketumortyper [30]. UBL modifikasjon av SUMO-en (liten ubiquitin-relaterte modifier, også kjent som UBL1) er direkte knyttet til modifikasjon av apoptose reaksjonsveien i ovarietumorer [31] og er kjent for å spille en viktig rolle i spermatogenesen [32].
Screening for retrogene uttrykk i normal pre- og postmenopausale eggstokker avdekket at retrogenes ikke er uttrykt i alle kvinner. X-bundet progenitor-genet blir uttrykt i alle tilfeller (tabell 2, fig. 3) som ville være forventet for gener som koder for viktige genfunksjoner som er allestedsnærværende uttrykt i menneskekroppen. Imidlertid kan retrogene uttrykk i sunn eggstokkvev være så høyt som 100% (
RPL10L Hotell og
RPL39L
) av prøvene testet eller så lavt som 44% (
UBL4B
). Dette tyder på at i det minste noen av de retrogenes, ekspresjon i eggstokken er begrenset til bestemte personer innenfor den generelle befolkning. De fleste arbeid på spermatogenesis spesifikke retrogenes har blitt gjort på mus modell der eggstokkene uttrykk av disse genene er fraværende. Ekspresjon av disse retrogenes i menneske eggstokk kan være en artsspesifikk fenomen og kan gjenspeile en viktig biologisk forskjell mellom mennesker og mus. Den retrogene og progenitor X-genet spesifikke primere ble testet mot et panel av RNA fra forskjellige humane vev for å bekrefte den allestedsnærværende ekspresjonen av X-bundet stamcelle og begrensede ekspresjon av retrogene (fig. 4). I de fleste tilfeller retrogene ekspresjon var begrenset til gonadene i mennesket. Om det er noen sammenheng mellom uttrykk av testis spesifikke retrogenes i menneske eggstokk og økt sannsynlighet for kreftutvikling er ennå ikke etablert.
Av spesiell notatet er vår observasjon at X knyttet progenitor gener er ikke alltid uttrykt i alle eggstokkreft prøver. Når dette var tilfelle gratis retrogene var alltid uttrykt som tyder på at den retrogene ble kompensere for tapet av genaktivitet på X-kromosomet på en måte som ligner den som oppstår når X-kromosomet er transkripsjonelt dempet i løpet av hann meiose. Slettingen av segmenter av X-kromosomet i eggstokkreft celler og påfølgende tap av heterozygositet er godt dokumentert [33]. Slike slettinger kan føre til tap av gener som har retrotransposed eksemplarer. Tapet av en kopi av
PGK1
grunn av slettinger innenfor X-kromosomet har tidligere blitt rapportert i en rekke av eggstokkreft histologiske subtyper [34]. Et slikt tap kan være biologisk betydningsfull dersom terte kopien er fra den aktive X-kromosomet, eller hvis begge kopier av et gen som er transkripsjonelt aktive i normale celler.
Den høye frekvensen av spermatogenesen spesifikk retrogene aktivering i eggstokk-kreft rapportert i denne papir har viktige teoretiske og praktiske implikasjoner for eggstokkreft behandling og biologi. Ettersom disse retrogenes uttrykkes bare i eggstokken og /eller ovarietumorer og ingen andre steder i den kvinnelige kroppen potensial til å utvikle tumor spesifikke markører og terapier presenterer seg. Presedens for dette er etablert av uttrykket av kreft /testikkel (CT) gener og antigener i et bredt spekter av humane svulster og er et fenomen som har blitt anerkjent for en tid [35], [36]. Uttrykk av CT antigener i kreft ble først rapportert med
MAGE-1
i 1991, selv om på den tiden var det tenkt å være et gen uttrykt spesifikt i humane melanom svulster [37] og dens uttrykk i testiklene var ikke gjenkjent. Senere rapporter lagt
MAGE-3 Hotell og
BAGE
til listen over CT antigener som kommer til uttrykk i tumorer, men ikke uttrykt i andre valutaer enn testis [38], [39] normalt vev. Identifisering av andre CT antigener flyttet frem hurtig med bruk av serologiske analyser av rekombinante ekspresjonsbibliotek (Serex) teknologi [40]. Hittil minst førti fire ulike CT antigener har blitt anerkjent [41]. Grunnen til at gener som koder for proteiner som er nødvendig for spermatogenese hos den mannlige eller har en strukturell rolle i sæd, er uttrykt i kreftformer er ikke klart. Situasjonen kompliseres av det faktum at rollen til mange av CT-gener i spermatogenesen er dårlig forstått [36]. Dette har imidlertid ikke hindret utnyttelse av CT-antigener som biomarkører for utvikling av nye kreftdiagnostikk [42] og /eller mål for behandlinger som immunterapi [43]. En begrensende faktor i den praktiske anvendelse av CT-antigener har vært den lave frekvens med hvilken kreft /testis gener som skal uttrykkes i en gitt tumor type. Denne begrensningen er ikke til stede i tilfelle av spermatogenesen spesifikk retrogene ekspresjon i eggstokk-kreft som disse genene er uttrykt i en forholdsvis høy prosentandel av tumorer.
Et interessant trekk ved de tidligere anerkjente kreft /testis gener og antigener er deres uforholdsmessig forbindelse med X-kromosomet [36]. X-kromosomet og genene koder det ser ut til å spille en sentral rolle i tumor tilblivelse og utvikling [44]. Imidlertid er forholdet mellom tumorbiologi og spermatogenese mindre klar. Hos mennesker synes det som om testis spesifikk retrogenes er også uttrykkes i eggstokken. Men den spesifikke celletyper i hvilke uttrykk skjer gjenstår å bli bestemt. Ekspresjon av disse retrogenes kan ha en distinkt metabolske fordel for ovarial tumor utvikling som det kan supplere genprodukter fra X-kromosomet, særlig i de tilfeller hvor progenitor genaktivitet blir nedregulert ved metylering [45] eller tapt på grunn av delesjon [34]. En kobling mellom metabolske hendelser som skjer mens spermatogenesis og kreftutvikling kan utledes fra de siste fremskritt i forståelsen av kreft biologi. Av spesiell notatet er det nylig identifiserte rollen BRCA-1 i utviklingen av brystkreft og eggstokkreft [46]. Den BRCA-1-protein er blitt vist å være assosiert med inaktive X-kromosomet hos hunnsomatiske celler og, i løpet av spermatogenese, er lokalisert til den inaktive X-kromosomet i pachytene spermatocytter i løpet av meiose [47], [48]. Dette tyder på en felles regulatorisk vei. Videre arbeid er nødvendig for å fastslå den funksjonelle rollen spermatogenesis spesifikke retrogene produkter i både spermatogenesis og kreft. Uttrykk av gener og retrogenes i spermatogenese celler er drevet av TATA-uavhengige arrangører. Polyadenyleringsseter er oppstrøms for de som anvendes i somatiske celler, og det er en overvekt av alternative pre-mRNA-spleising [49]. Ekspresjonen av spesifikke gener testis og retrogenes tyder på at kreftceller er i stand til å utnytte de transkripsjons- og RNA prosessering trasé som normalt aktiv bare under spermatogenese hos den mannlige testikler. Alle strukturelle identitet delt av mRNAer som genereres fra CT og andre gener uttrykkes i både kreft og testis må bestemmes. Hvis spermatogenesen og tumor Genesis dele funksjoner i genuttrykk, regulering og RNA prosessering man kunne spekulere i at i lang levde pattedyr kreft er en biologisk straff for å ha atskilte kjønn og behovet for spermatogenesis spesielt.
