Extracto
alteraciones genómicas que conducen al cáncer colorrectal (CCR) incluyen eventos somáticos que causan número de copias aberraciones (CNA) así como copia manifestaciones neutros tales como la pérdida de heterocigosidad (LOH) y disomía uniparental (UPD). Se estudió el efecto causal de estos eventos mediante el análisis de datos de microarrays de alta resolución citogenético de 15 muestras apareadas de tumor normal. Detectamos 144 genes afectados por CNA. Un subgrupo de 91 genes que se sabe que son todavía CRC relacionado puntuaciones altas indican logís- 24 genes en los cromosomas 7, 8, 18 y 20 para ser fuertemente relevante. Combinando logís- ranking con los análisis funcionales y grado de pérdida /ganancia identificamos tres genes en regiones de pérdida significativa (ATP8B1, NARS, y ATP5A1) y ocho en las regiones de ganancia (CTCFL, SPO11, ZNF217, PLEKHA8, Hoxa3, GPNMB, IGF2BP3 y PCAT1) como nuevo en su asociación con el CRC. Vía y la predicción de destino análisis de los genes afectados CNA y microRNAs, indica respectivamente vía de señalización de TGF-β a estar involucrado en la causa de CRC. Finalmente, LOH y UPD afectados colectivamente nueve genes relacionados con el cáncer. sitios en regiones de & gt unión al factor de transcripción; 35% del número de copias de pérdida /ganancia de 16 genes influenciado CRC. Nuestro análisis muestra de pacientes de CRC manifestaciones específicas a nivel genómico y que estos diferentes acontecimientos afectan a los pacientes con CCR individuales de manera diferente
Visto:. Eldai H, Periyasamy S, Al Qarni S, Al Rodayyan M, Muhammed Mustafa S, A Deeb , et al. (2013) nuevos genes asociados con el cáncer colorrectal son reveladas por el análisis citogenético de alta resolución de una manera específica del paciente. PLoS ONE 8 (10): e76251. doi: 10.1371 /journal.pone.0076251
Editor: Jörg D. Hoheisel, Deutsches Krebsforschungszentrum, Alemania |
Recibido: 30 Marzo, 2013; Aceptado: August 22, 2013; Publicado: 30 Octubre 2013
Derechos de Autor © 2013 Eldai et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este estudio el apoyo de una beca de investigación#RC10 /083 otorgado a MAA por el rey Abdullah Centro Internacional de investigación médica. Todos los autores son empleados por el rey Abdullah Centro de Investigación Médica Internacional o de Asuntos de la Salud de la Guardia Nacional. Tanto las instituciones son parte del Rey Abdul Aziz Medical City. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
el cáncer colorrectal es uno de los cánceres más prevalentes y es una preocupación de la salud en todo el mundo [1]. Es el tipo más común de cáncer en Asia [2]. La incidencia de CCR es cada vez mayor entre la población local de Arabia Saudita como se ha visto en más de un aumento de incidencia de tres veces en los machos del 3,2% [3] al 11,2% [4] dentro de alrededor de 7 años. Una tendencia paralela en las mujeres se observa con un aumento del 2,7% [3] al 8,8% [4] para el mismo período.
Los sucesos genómicos que representan la pérdida /ganancia de cromosomas, la pérdida de heterozigosidad, disomía uniparental etc., están bien conocidos por tener una fuerte correlación con CRC y la precipitación de los cambios de número de copias de genes [5], [6], [7]. A nivel funcional, varios genes esquema de la aparición, progresión y metástasis de CCR [8]. Al igual que otros tipos de cáncer; el grado de aberraciones número de copias se correlaciona con la incidencia y gravedad de CRC, así como el pronóstico y la enfermedad de recaída [9], [10]. Áreas de ganancias y pérdidas del número de copias pueden afectar a genes críticos en el desarrollo del cáncer y revelar marcadores predictivos que son determinantes de la respuesta /resistencia al tratamiento [2], [11]. Como apreciamos la heterogeneidad de estos eventos en forma específica del paciente; evaluación de los perfiles de número de copias puede ser utilizado en la personalización de las opciones de tratamiento para los pacientes y en la racionalización de la planificación pre-tratamiento [5].
Varios estudios exploraron aspectos étnico-geográfica de CRC tumores y reveló patrones de población específicos putativos en el cromosoma aberraciones, por lo tanto, lo que implica étnica y base regional de la CRC [2], [12], [13], [14], [15]. El rápido aumento de la incidencia de CCR en Arabia Saudita impulsa a explotar técnicas de genómica avanzada para estudiar las características asociadas al tumor y difundir información útil a las estrategias nacionales de lucha contra la enfermedad. Aunque, un estudio pertinente examinar carreras de homocigosis (ROH) eliminó ascendencia común como un factor de riesgo que predisponen a la CCR en la población local [13], una conclusión basada en la evidencia de la evaluación de una población significativamente más grande y fuera criado [15], sin embargo, una caracterización completa del CCR en la población local sigue faltando. La participación en el CCR de eventos, tales como LOH, UPD y CNA siguen siendo en gran parte inexplorado en forma integrada.
Array genómica comparativa de hibridación (aCGH) revela regiones de importancia molecular a la etiología del cáncer, el pronóstico y la remisión con una claridad ejemplar pero es imposible detectar consecuencias copia neutral como UPD [16] y es difícil de medir eventos cromosómicas focales.
Una adición reciente a la citogenética es el HD Cytoscan (Affymetrix) matrices a través del cual la integración y la investigación de diversos puntos de vista de la CRC es posible. La combinación de polimorfismo de nucleótido único (SNP) basada y sondas no polimórficos en esta gama de diseño permiten eventos neutros copia descubrimiento, así como otras anomalías genómicas. Es posible hacerse una idea de todo el genoma en CNV, LOH y UPD y pasar por alto las deficiencias inherentes de aCGH convencional [17], [18]. La capacidad de analizar los datos para diferentes tipos de eventos cromosómicas generados a partir de una única plataforma permite una mayor precisión.
Aquí, hemos investigado las aberraciones cromosómicas que podrían estar asociados con la aparición de la CRC. Mediante la comparación de pares de tejidos tumorales normales de una manera paciente a gota, hacemos hincapié en la reducción de la heterogeneidad, la eliminación de las generalizaciones cruzada sujetos y se centra en los acontecimientos individuales sobre temas específicos que diferencian las células tumorales de sus homólogos sanos. Para detectar las regiones de los puntos de interrupción de número de copias cromosómicas y evaluar el potencial de los genes dentro de ellos a conducir el cáncer implementamos dos enfoques: Circular Binario Segmentación (CBS) [19] y Genómica identificación de objetivos significativos en Cáncer (logís-) [20].
a lo mejor de nuestro conocimiento, este estudio es el primer intento de explorar exhaustivamente las anomalías cromosómicas asociadas CRC en una cohorte local utilizando matriz Cytoscan HD rendimiento muy alta resolución captura para el análisis computacional aguas abajo. Presentamos nuestros resultados en la funcionalidad de los genes afectados por anomalías cromosómicas, incluyendo las ganancias y pérdidas de número de copias, LOH y UPD, así como factor de transcripción sitios de unión a caer dentro de estas regiones.
Materiales y Métodos
Ética declaración
el estudio ha sido aprobado por el comité de ética y de la Junta de revisión Institucional (IRB) del rey Abdullah Centro Internacional de Investigación médica tras el debido proceso de revisión de los aspectos éticos de la propuesta. Los formularios de consentimiento de procedimiento y éticos necesarios fueron firmados por cada paciente antes de la recogida de muestras.
Muestra Colección
Treinta biopsias fueron adquiridas de 15 pacientes de Arabia Saudita (seis hombres y nueve mujeres) para la presentación preliminar CRC diagnóstico. Se recogieron todos los casos, independientemente de la etapa quirúrgica o el grado histológico. Cada hematoxilina y eosina (H & amp; E) manchadas caso fue revisado por un patólogo certificado por el consejo para confirmar la consistencia histológico del espécimen con adenocarcinoma de colon y que muestra en límites normales adyacentes no contenían células tumorales. Se pidió a los tramos que contienen & gt; 60% de núcleos de células tumorales para su inclusión en el estudio. La cohorte consistió en pacientes que no han sido sometidas a ningún habían intervención clínica relacionada con la Convención conocida antes del momento de la adquisición biopsias
Tratamiento de la muestra & amp.; Extracción de ADN
pares de la muestra del tumor y la mucosa normal adyacente tomado de & gt; 2 cm de separación se recogió. Cada espécimen de tumor pesaban entre 10 a 30 mg. El tejido de la biopsia se almacenó en RNAlater (Ambion) a 4 ° C durante 24 horas; seguido de congelación y posterior almacenamiento a -20 ° C. CRC - pares de muestras positivas fueron seleccionados para la extracción de ADN por NucleoSpin Trio Kit (Macherey-Nagel, Alemania). Cantidad y calidad de los controles se llevaron a cabo por Nanodrop (Thermo Fischer Scientific).
Generación de datos utilizando Citogenética matriz.
matrices HD Cytoscan junto con kit completo fueron adquiridos de Affymetrix (Affymetrix Inc, EE.UU. ). kit de amplificación de ADN recomendada se obtuvo de Clontech (Clontech Laboratories Inc., EE.UU.). el protocolo del proveedor fue seguido para la amplificación, hibridación, lavado y tinción pasos. Las matrices fueron escaneados utilizando el escáner 7000G de Affymetrix. Los datos mencionados en esta publicación se han depositado en el NCBI Gene Expression Omnibus y son accesibles a través de GEO serie número de acceso 47204. GSE
Análisis de Datos
Nos siguieron una estrategia de análisis de casos y controles donde el sujeto servido como el donante de tanto el control y el tejido tumoral. Las comparaciones con el tumor normal fueron llevadas a cabo tanto entre muestras homogéneas.
CNV, LOH y Análisis de UPD.
Nexus número de copias 6.0 (Biodescubrimiento, Inc., CA, EE.UU.) se utilizó para evaluar del genoma frecuencias del número de copias de ancho para los 15 pacientes. Además, Aroma.affymetrix [19] - otra aplicación CBS como parte de la biblioteca de DNAcopy BioConductor y el algoritmo TumorBoost asociado (que a normalizar el número de copias del alelo específicos para las muestras tumorales con normales emparejados) se utiliza también para identificar eventos genómicas. Hemos obtenido conforme los resultados de ambas implementaciones.
La combinación de alta resolución de Cytoscan HD y un análisis en profundidad por número de Nexus Copia nos permite capturar incluso los más pequeños eventos genómicas. Los parámetros de umbral de frecuencia utilizados para el análisis son 0,2 para la ganancia, 0.6 para una alta ganancia, -0.2 para la pérdida leve y -1,0 para gran pérdida. Un punto de corte mínimo de 500 kb se utilizó para la detección de estos eventos. La información relativa a los sitios de unión del factor de transcripción se obtuvo de abrir base de datos de anotación Reguladora (ORegAnno, www.oreganno.org) [21]. análisis de los genes miARN objetivo se llevó a cabo utilizando el sistema de integración de microARN para la predicción del Gen Objetivo (MIRSYSTEM) la versión de software disponible a 20.130.328 http://mirsystem.cgm.ntu.edu.tw/
Análisis logís-.
Combinar logís- (Genómica identificación de objetivos significativos en cáncer) puntuaciones de clasificación y picos en el número de copias de regiones genómicas que hemos identificado los genes de acuerdo con la anotación del genoma humano de reunión GRCh37 /hg19.
a través de Nexus número de copias que llevado a cabo el análisis logís-. G-resultados transmiten la importancia de los genes para conducir cáncer pesando regiones de aberración contra la probabilidad de ocurrencia aleatoria [20]. Se examinaron los G-resultados para regiones detectadas por la CBS. Hemos marcado como significativos cualquier región de una puntuación superior a 2.
Rutas funcionales y de análisis de red.
El análisis funcional y bioquímico para un conjunto de 144 genes extraídos de las regiones cromosómicas afectados se realizó utilizando ingenio Pathway Análisis-IPA (Ingenuity® Systems, www.ingenuity.com).
Análisis funcional
Funciones y enfermedades más importantes para el conjunto de datos se identificaron mediante la consulta del validada experimentalmente Ingenuity Knowledge Base. La probabilidad de que cada función /enfermedad ocurrió por casualidad se calcula de extremo derecho la prueba exacta de Fisher con un umbral de 0,05.
Canonical Pathway Analysis
Rutas más relevantes para el conjunto de datos fueron identificados por la biblioteca IPA de las vías canónicas en la base de conocimientos Ingenuity
la importancia de la asociación entre el conjunto de datos y la vía canónica se midió de 2 maneras:. 1) Una relación entre el número de moléculas del conjunto de datos que asignada a la vía dividido por el número total de moléculas que asigna a la vía canónica. 2) La probabilidad de que la casualidad explica la asociación entre genes en el conjunto de datos y las vías canónicas se calculó mediante la prueba exacta de Fisher.
Red Representación gráfica
Se utilizaron dos listas de genes para crear redes : 144 que comprende genes de la primera y la segunda basada en filas altas logís- y gama CNV. Representación gráfica de la posición de genes en las vías de nodos de diferentes formas y la relación biológica entre dos nodos es una ventaja. Todos los bordes son apoyados por al menos una referencia de la literatura, a partir de un libro de texto, ni de información canónica almacenada en la base de conocimientos Ingenuity®. Nodos formas representan la clase funcional del producto génico.
Red de Nueva Generación
Cada identificador en la lista fue asignada a su correspondiente objeto en la base de conocimientos Ingenuity®. Basándose en los informes experimentales este análisis filtra los genes y las relaciones encontradas en el registro de datos de sólo los seres humanos correspondientes. Entonces sólo aquellas moléculas elegibles red se superpone a una red mundial molecular derivada de la información en Ingenuity Knowledge Base. Redes de red moléculas elegibles fueron entonces algorítmicamente genera en base a su conectividad.
Resultados
Análisis de pares de tumor normal muestra las aberraciones previstos Número de copias cromosómicas aún muestra variaciones específicas de cada paciente. La evidencia preliminar prevé la participación de once genes previamente no declaradas en el cáncer colorrectal no el número de copias eventos asociados que describimos incluyen LOH y UPD que puede afectar a elementos reguladores y genes relacionados con el cáncer.
cromosómico significativo número de aberraciones
en conjunto, las ganancias predominaron los cromosomas 7, 8q, 12, 13 y 20q mientras que las pérdidas eran comunes en los cromosomas 1, 6, 10, 14q, 17p, 18 y 21. El brazo corto del cromosoma 4 es otra región poco perdido, las aberraciones allí y los que están en el cromosoma 6 y 10 eran frecuentes en el grupo femenino.
Una vista compuesta de todas las comparaciones por pares se proporciona en la (Figura 1A). Un rápido vistazo a la sabia de género agrupamiento de los resultados muestra más regiones de las pérdidas en las mujeres (n = 9) que los varones (n = 6) con magnitud variable (Figura 1B)
A:. Porcentaje del número de copias las ganancias y pérdidas en las muestras tumorales en comparación con el tejido normal correspondiente para todos los cromosomas en quince sujetos de estudio. Las pérdidas están marcados en rojo por debajo de la línea de base mientras que las ganancias están representados en las barras azules por encima de la línea de base. el número de cromosomas marcados con un círculo (12 y 14) reflejan los eventos de pérdida y ganancia únicamente observados en nuestra base de datos. B: Género número de copias cambios en cuanto a políticas de conjunto CNA:. La pérdida leve en el brazo corto de los cromosomas 4, a lo largo del cromosoma 6 y 10 son frecuentes en el grupo femenino
Al comparar el grado y la frecuencia de las pérdidas se observa que las ganancias de alto número de copias son más que las pérdidas de copia homocigotos (21 vs. 14 ganancias de pérdidas). La magnitud de las ganancias, por lo tanto es más alto. Sin embargo, también observamos que las pérdidas cromosómicas se produjeron con más frecuencia que las ganancias (pérdidas de 285 vs. 273 aumentos). La tabla 1 recoge las observaciones para cada grupo de pacientes y el género. Doce sujetos mostraron evidencia de ganancias y pérdidas de número de copias. A pesar de las pérdidas y ganancias se observaron en todos los cromosomas, las tendencias surgieron cromosómicas únicas para cada grupo de pacientes y de género. La Tabla 2 compara nuestros resultados contra los informes publicados anteriormente.
La pérdida de heterocigosidad (LOH) y uniparental Disomía (UPD)
Además de los cambios de número de copias cromosómicas, a tumores comparaciones normales revelan eventos neutros copia específica del paciente. Vemos LOH en seis casos; cinco de los cuales tienen UPD. Además, cinco de estos pacientes tienen eventos LOH /UPD en múltiples regiones de microARN como se muestra en la Figura 2 A y B para los cromosomas 4 y 17 en 9F muestra. El análisis del gen diana de miRNAs afectados muestra su probable efecto en las vías pertinentes para el cáncer colorrectal. Encontramos MAPK, WNT y vías de señalización de TGF-β entre los máximos goleadores por encima de un punto de corte de 0,5 (Figura 2C). Lista completa de todos los genes miARN objetivos y sus resultados se enumeran en la Tabla S1
A:. UPD segmentaria eventos que abarcan varias regiones de microARN en el cromosoma 4 en 9F paciente. B: caso LOH en el cromosoma 17 de la misma muestra arriba. LOH se asocia con variaciones en el número de copia. C: Predicción del análisis objetivo de miRNAs muestran la participación probable de vías de señalización conocidas en el cáncer colorrectal. Eje Y representa la puntuación numérica indicativa de un valor predictivo. D: TPM3 y MUC1 se ven afectados por los acontecimientos UPD en 7F paciente. E:. MYC región sostener LOH eventos y copiar las ganancias en 10F paciente
Paciente sabia, eventos UPD son más frecuentes eventos (total = 15) que LOH eventos (eventos totales = 7). Algunos pacientes mostraron una amplia segmentaria UPD (i.e.7F), mientras que otros (i.e.10F) mostraron LOH predominante; plausible la existencia de diferentes influencias copia específica del paciente neutros sobre los mecanismos que conducen a la CRC.
Al otro lado de los pacientes nueve genes relacionados con el cáncer se encuentran en zonas saqueados por LOH y UPD. Tropomiosina 3 (TPM3), mucina 1, superficie celular asociada (MUC1), trombospondina 3 (THBS3), Cbl proto-oncogén, E3 proteína ubiquitina ligasa B (CblB), v-maf músculo-fibrosarcoma homólogo de oncogén (aviar) (MAF), v-maf músculo-fibrosarcoma homólogo de oncogén (aviar) (FBXW7) albergar UPD y ciclina D (CCND2), PCAT1 y V-myc mielocitomatosis homólogo viral oncogén (aviar) (mYC) tienen LOH eventos (Figura 2 D & amp; e). Estos incidentes, la longitud de las zonas afectadas y los genes dentro se resumen en la Tabla 3. La pantalla cromosómico para el resto de los seis casos se incluye en la Figura S1. La importancia funcional de estos genes se evaluó mediante la realización de análisis de red como se muestra en la figura S2.
Efecto sobre factores de transcripción sitios de unión (TFBS) guía
Estamos filtrada para TFBS periférica a + /-35% número de copias aberraciones, que es el valor de corte predeterminado utilizado en Nexus número de copias 6.0. Cada cromosoma con TFBS afectadas por los respectivos genes se representa en la figura 3A. Los cromosomas 7, 14, 20, 21 y X contenían éxitos relacionados con el CRC, además de muchos otros. Análisis funcional de estos genes es compatible con su participación en el CRC y el TGF-β vía de señalización, como se muestra en las figuras 3B & amp; C. Regiones de ganancias de número de copias en el cromosoma 7 abarcaron TFBS para 6 genes relacionados con el CRC. TFBS para otros cinco genes en los cromosomas 14 y 21 se encuentran en zonas que demuestran las pérdidas de número de copias. Algunos de los sitios afectados en el cromosoma 20 están situados en el brazo corto (ganancia predominante en varones y la pérdida en las mujeres), mientras que otros están en el brazo largo para el que ambos sexos muestran el aumento de número de copias. Se observa una situación similar en el brazo corto del cromosoma X. Tabla S2 enumera todos los TFBS afectada en estos cromosomas. Tabla S4 ofrece detalles de los eventos relacionados con la CNA estos genes
A:. TFBS en las regiones donde el número de copias cambios en exceso de +/- 35% están marcadas en los cromosomas 7 (ganancia), 14 (pérdida) , 20 (ganancia brazo corto (machos), pérdida (mujeres), aumento de brazo largo (ambos sexos)), 21 (pérdida) y X (algo similar al cromosoma 20). La marca es por los nombres de genes correspondientes a estos TFBS. B: Asociación de genes con funciones importantes TFBS y C: vías. El cáncer y la señalización de TGF-β fueron estadísticamente las asociaciones más importantes para estos genes afectados.
Genómica funcional revelan 144 genes afectados por los cambios de número de copias
Identificación de genes importantes.
144 objetivos de amplificaciones y deleciones se identifican por análisis logís- (Figura 4A). Diez genes en el cromosoma 18 están dentro de las regiones eliminadas de manera significativa (pérdida de 53%, la gama G-puntuación de 2,259 a 2,658). teashirt dedo de zinc homeobox 1 (TSHZ1) tiene la más alta puntuación de G-2.658 (Tabla 4). Siete genes en las regiones obtenidas del cromosoma 20 (aumento de 80%, rango de 4,662 a 5,323 G-score) tienen altas G-resultados. De estos carcinoma de mama amplificado secuencia 1 (BCAS1), aurora quinasa A (AURKA), GNAS locus complejo (GNAS) y el polipéptido manosiltransferasa dolicil-fosfato 1, subunidad catalítica (DPM1) son conocidos en CRC (Tabla 4). Al 5,32; BCAS1 tiene el más alto G-score entre los 144 genes
A:. La amplitud de las ganancias y las pérdidas revelan 144 genes de diferentes puntuaciones logís- en todos los cromosomas (numerados en consecuencia). Los picos de las regiones en gris de enriquecimiento corresponden a las puntuaciones logís- de genes en estas regiones. B: red molecular de los genes afectados por el número de copias aberraciones significativa en muestras de tumores. Estos eventos fueron localizados en los cromosomas 7, 8, 18 y 20. 11 de 24 genes no muestran ninguna asociación con la función de cáncer colorrectal. Esto está en conformación con el análisis de logís- excepto por el G-score de TSHZ1. Las líneas continuas entre los nodos indican interacción molecular directa entre los genes relacionados con el respeto a la CRC. Las funciones se indican mediante formas: enzimas (diamantes), citoquinas (cuadrados), quinasas (triángulos), factores de transcripción (óvalos horizontales), receptores transmembrana (óvalos verticales), los transportadores (trapezoides), y otros (círculos)
G-resultados para muchas de las aberraciones realizadas en otros genes en el cromosoma 20 son en la medida de como 3 desviaciones estándar por encima de la media de puntuación G-; un intervalo que es aún mayor que la región G-score inmediatamente al lado superior (es decir, q42.21 en el cromosoma 8 albergar PCAT1).
PCAT1 tiene una ganancia de 46.67% en nuestra base de datos y es el único gen en cromosoma 8 con un sobresaliente G-score tales. En el cromosoma 7, seis genes tenían puntuaciones logís- significativos que son la interleucina 6 (IL-6) y la inhibina, ß A (INHBA) son conocidos por estar asociados con el CRC (Tabla 4).
Infiere
vía de análisis Ingenuity (IPA) que 12/24 genes en el cromosoma 7, 8, 18 y 20 están interconectadas y asociada con CRC. La implicación funcional de los genes de alta G-score y su conexión a la red es retratado en la figura 4B. Sorprendentemente, las once del total de 24 genes no se asociaron directamente con el CRC de acuerdo con la base de datos de IPA.
Tabla S3 enumera todos los 144 genes localizaciones cromosómicas y grados de ganancia y pérdida, así como las puntuaciones de significación.
los análisis funcional de los genes logís- filtrada
a través de IPA se evaluó la manifestación funcional de estos 144 genes. El análisis relacionados con estos genes para el cáncer y la enfermedad gastrointestinal con alta confianza estadística (-log valor de p = & gt; 55), seguido de la diferenciación celular, el movimiento y otras funciones (Figura S3a)
Pathway análisis de estos. genes mostraron su implicación en la fibrosis hepática y la señalización de la metástasis de CCR. pluripotencia de células madre embrionarias humanas y la señalización de RAR también tuvieron alta significación estadística con un valor de p = logaritmo negativo & gt;. 5 (Figura S3 B)
La red de mayor puntuación (puntuación estadística = 40, se centran moléculas = 24) para este conjunto de 144 genes comprendidos en la familia Smad (SMAD2, 3, 4 & amp; 7) y otros que son conocidos por estar involucrados en el cáncer y una serie de enfermedades gastrointestinales (Figura S3C)
Discusión
Este estudio tiene como objetivo abordar dos cuestiones importantes relacionadas con la citogenética de CRC. En primer lugar, ¿Hay un patrón común de los cambios cromosómicos somáticos que caracterizan totalmente CRC? En segundo lugar, ¿cuáles son los mediadores probables del efecto funcional de los cambios cromosómicos somáticos en las células tumorales CRC?
Para lograr esto hemos empleado el modelo de comparación de tumores de pacientes normales. Nuestros resultados representan satisfactoriamente la naturaleza única de eventos cromosómicas en cada paciente y se ajustan a las observaciones reportadas por otros grupos pero con nuevos conocimientos. Hemos explotado el potencial de una nueva plataforma de microarrays citogenética capaz de producir datos moleculares de alta resolución en la identificación de números Aberraciones cromosómicas (pérdidas y ganancias), LOH y UPD. Las limitaciones de los anteriores citogenética molecular microarrays hicieron imposible el estudio de todos los eventos en un solo experimento. Nuestra capacidad sin precedentes para observar todos estos eventos mediante el uso de una única plataforma minimiza la variación resultante de la generación de los datos utilizando diferentes métodos.
Con el objetivo de comprender los efectos causales de cambios somáticos adquiridos que diferencian las células tumorales de las normales, nos comparación del perfil de la citogenética de tumor de un paciente con sus propias células normales derivadas de mucosa adyacente. Este enfoque está siendo reconocida como más relevantes [5] en lugar de la una en la que las muestras de tumor se agrupan para la comparación contra un grupo de muestras normales no necesariamente del mismo paciente [22], [23].
Si bien nuestro estudio estaba en marcha, un artículo de investigación publicado por Atlas del Genoma del cáncer Red [24]. Se intentó proporcionar una caracterización molecular integrado de colon y cáncer rectal. Se utilizó una plataforma de diferentes temas y de estudio. Esto proporciona una oportunidad para explorar resultados obtenidos anteriormente en los valores de la traducción desde una perspectiva de los acontecimientos citogenéticas sujetas a gota. Se obtuvo un patrón resumida de las aberraciones cromosómicas número de copias somáticas deducida de quince pacientes utilizando CBS.
El número de copias cambios que observamos sucede en todos los cromosomas representan la diversidad de candidatos moleculares supuestamente implicados en la tumorigénesis a través de diferentes mecanismos. Nuestros resultados están de acuerdo con las conclusiones anteriores que identifican las ganancias como predominante en los cromosomas 7, 8q, 13, 20q y X mientras que las pérdidas sean comunes en los cromosomas 1, 8p, 17p, 18 y 21. Por otra parte, con la ayuda de la alta resolución matriz que son capaces de informar regiones adicionales en 14q que transportan adquirió somática CNA. La pérdida de heterozigosidad en eventos 14q12-13 y 14q32 había sido anteriormente asociados con la recurrencia metastásica de las primeras etapas del CRC [25], pero no está relacionado con CNA en la etapa inicial. La pérdida de 1p se ha asociado con CCR metastásico con un aumento de la frecuencia y fue reportado en CCR no metastásico, así [26]. Otros informes de pérdidas número de copias han implicado el cromosoma 5 [5] y 15 [27]. Estos resultados son compatibles con estudios anteriores que se resumen en la Tabla 2.
LOH y UPD ocurren arbitrariamente a lo largo de los cromosomas. Tienen impacto en diferentes pacientes en diferentes focos y contribuyen a la oncogénesis, el pronóstico /recidiva y metástasis en peligro si los genes supresores de tumores. Su naturaleza accidental justifica una exploración dentro de la materia, ya que cada sujeto presenta un caso único en términos de la naturaleza LOH, la frecuencia y las regiones afectadas. En nuestro estudio, la frecuencia de la UPD fue más del doble que la de LOH. LOH eventos que afectan a los genes supresores de tumores (ETG) se considera que es un paso clave en la carcinogénesis de CRC. Aunque varios estudios intentaron establecer todas las ETG en las áreas de LOH; la lista de las regiones afectadas está creciendo que es difícil de dispositivo de un patrón. Por el contrario, nuestras observaciones llevan a considerar estos sucesos genómicos para cada paciente de forma individual y hacer hincapié en la idea de los enfoques de tratamiento /diagnóstico personalizado. En un mapa citogenético integrado por Mao et al [28] las regiones 8p, 15q y 17p partidos con nuestros resultados en algunos pacientes en 8p22 y 15q13.1-13.2 mostraron UPD. Curiosamente, ninguna de estas regiones Harbor conocido genes del cáncer.
Con un conjunto diverso de CNA y LOH ocurriendo de una manera única en pacientes individuales podemos responder a la primera pregunta en sentido negativo y hacer hincapié en la importancia de la singularidad de una paisaje genómico del paciente.
Hemos añadido una nueva dimensión al efecto de la LOH /UPD mediante la descripción de los miRNAs asociados con regiones respectivas. miRNAs pueden servir como dianas terapéuticas mejor que las regiones afectadas. Como es evidente a partir del análisis objetivo miARN el efecto de la LOH /UPD en los miRNAs se puede traducir en que afecta a las vías cruciales como WNT y la señalización de TGF-β. Aunque la mayoría de las regiones LOH abarcan los genes del cáncer conocidos, incluyendo MYC, hay algunas áreas que todavía quedan sin explorar. La relación entre los eventos LOH y sus efectos sobre los perfiles de miARN es en gran parte no caracterizado especialmente en CRC. Un informe reciente ha intentado crear una imagen integrada dirigida hacia la búsqueda de un patrón general en la leucemia linfoblástica aguda [29]. Un área prometedora para la investigación adicional es explorar la relación entre la LOH afectada genes del cáncer y miRNAs.
El tema de la individualidad del paciente en términos de aberraciones cromosómicas se reitera por qué los resultados para cada paciente rendimiento de un conjunto único de eventos afectando a diferentes genes, así como miRNAs. Dada la proximidad de las sondas de SNP utilizados en esta plataforma los genes afectados son menores en número en comparación con estudios anteriores donde se reportaron LOH y UPD en tamaños más grandes. Aunque CNA basada en matrices SNP-escribir y LOH análisis han sido reportados para el CCR, la información de los genes que participan directamente en tales CNA y LOH es escasa [30].
Redes de los genes afectados por la LOH, así como la UPD sugieren la existencia de interacciones conocidas entre ellos y muestran FBXW7 y MUC1 están fuertemente involucrados en diferentes aspectos de la tumorigénesis. FBXW7 es un conocido supresor de tumor [31], pero la presencia de MUC1 en la región de UPD es sorprendente ya que es un oncogén conocido. Buscando conexiones entre los genes afectados por LOH eventos y UPD hemos encontrado que MYC se vio afectada por CCND FBXW7 y MUC afectada mientras que PCAT no se sabe que interactúan con cualquier otra molécula en la red. La presencia de MUC1 oncogén en la región afectada UPD podría explicarse a la luz de informes que implican a MUC1 en la supresión de la proliferación celular a través de un mecanismo complejo [32]. El efecto funcional de LOH y UPD en estas regiones de genes por lo tanto merece una mayor validación y caracterización.
Con el fin de evaluar el impacto global de la CNA y estudiar posibles mediadores de su efecto, analizamos el factor de transcripción sitios que son vinculantes dentro de las regiones de la CNA. La presencia de TFBS correspondiente a genes relacionados con la CRC en las áreas de pérdida /ganancia indica un probable mecanismo de la manifestación funcional de aberraciones cromosómicas en las células tumorales. Las regiones afectadas en los cromosomas X 7,14,20,21 y contienen TFBS relacionados con 16 genes. Se encontró que estos genes para ser asociado con el cáncer y las enfermedades gastrointestinales. Curiosamente, la señalización de TGF-β era una vía afectado significativamente. Este resultado resuena con el análisis funcional de los genes identificados logís- donde se encontró la familia Smad para jugar un papel significativo en afectar las funciones y las vías. Además, el análisis de predicción de genes miARN objetivo TGF-ß muestra que se vean afectados de manera significativa. Este análisis proporciona una perspectiva diferente sobre los efectos funcionales plausibles de comprometer TFBS por CNA y subraya la importancia de las regiones no codificantes en la iniciación del cáncer.