Αφηρημένο

Ένας κεντρικός στόχος της βιολογίας του καρκίνου είναι να καταλάβουμε πώς τα κύτταρα από αυτή την οικογένεια των γενετικών ασθενειών υποβάλλονται σε συγκεκριμένες μορφολογικές και φυσιολογικές αλλαγές και υποχωρούν σε μια απορυθμισμένη κατάσταση της κυτταρικού κύκλου. Το γεγονός ότι οι όγκοι δεν είναι σε θέση να εκτελέσουν τις περισσότερες από τις ειδικές λειτουργίες του αρχικού ιστού μας οδήγησε να υποθέσουμε ότι ο βαθμός εξειδίκευσης των μεταγραφικό των καρκινικών ιστών πρέπει να είναι μικρότερο από το κανονικό τους ομολόγους τους. Με τη βοήθεια των εργαλείων της θεωρίας πληροφοριών, αναλύσαμε τέσσερα σύνολα δεδομένων που προέρχονται από transcriptomes των φυσιολογικών και καρκινικών ιστών για τη δοκιμή ποσοτικά την υπόθεση ότι ο καρκίνος μειώνει μεταγραφικό εξειδίκευση. Εδώ, αποδεικνύουμε ότι η μεταγραφική εξειδίκευση ενός όγκου είναι σημαντικά μικρότερο από το αντίστοιχο κανονικό ιστό και συγκρίσιμη με την εξειδίκευση των αποδιαφοροποιημένων εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων. Επιπλέον, έχουμε αποδείξει ότι η πτώση της εξειδίκευσης σε καρκινικούς ιστούς οφείλεται σε μείωση στην έκφραση των γονιδίων που είναι εξαιρετικά ειδικό για την κανονική όργανο σε μεγάλο βαθμό. Η προσέγγιση αυτή μας δίνει μια καλύτερη κατανόηση της καρκινογένεσης και προσφέρει νέα εργαλεία για την ταυτοποίηση των γονιδίων που είναι ιδιαίτερα μεγάλη επιρροή στην εξέλιξη του καρκίνου

Παράθεση:. Martínez O, Reyes-Valdés MH, Herrera-Estrella L (2010) Καρκίνος μειώνει μεταγραφικό Ειδίκευση. PLoS ONE 5 (5): e10398. doi: 10.1371 /journal.pone.0010398

Επιμέλεια: Shin-Han Shiu, το Michigan State University, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 3 Μάρτη 2010? Αποδεκτές: 7η Απριλίου, 2010? Δημοσιεύθηκε: May 3, 2010

Copyright: © 2010 Martínez et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από Consejo Nacional de Επιστήμης και Tecnología (CONACYT), Consejo de Επιστήμης και Tecnología del Estado de Guanajuato (Concyteg), Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politecnico Nacional (Cinvestav) και Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Ο καρκίνος είναι μια σύνθετη οικογένεια των κεκτημένων γενετικών ασθενειών στις οποίες ένας μοναδικός κλώνος κυττάρων και των απογόνων του συσσωρεύονται κληρονομικές αλλαγές που προκαλούν κακοήθη φαινότυπο απελευθερωμένης κυτταρικής ανάπτυξης και διαφοροποίησης [1]. Πολυάριθμες μελέτες έχουν διεξαχθεί για την καλύτερη κατανόηση των τροποποιήσεων που συμβαίνουν στο προφίλ μεταγραφής κατά τη διάρκεια της εξέλιξης του καρκίνου του [2]. Αυτά τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν με άμεση καταμέτρηση των ετικετών των εκφρασμένων γονιδίων χρησιμοποιώντας σειριακή ανάλυση έκφρασης γονιδίου (SAGE) [3], εκφρασμένη αλληλουχία ετικέτες (ESTs) [4], και άλλες στρατηγικές καταμέτρηση, ή με έμμεση μέτρηση των επιπέδων μεταγραφής χρησιμοποιώντας μικροσυστοιχίες DNA [5]. Σε πολλές περιπτώσεις, αυτά τα πειράματα έχουν ανιχνεύσει γονίδια που εκφράζονται κατά προτίμηση σε έναν όγκο του καρκίνου και μπορεί να χρησιμεύσει ως μοριακοί δείκτες κακοήθειας. Επιπλέον, μπορεί επίσης να ανιχνεύσει σημαντικές αλλαγές στο επίπεδο της μεταγραφής των συνόλων των γονιδίων που συμμετέχουν σε πολύπλοκα δίκτυα σηματοδότησης. Αλλαγές σε αυτά τα δίκτυα αποτελούν στρεβλώσεις των μονοπατιών που ρυθμίζουν τη φυσιολογία των φυσιολογικών κυττάρων [6].

Τα καρκινικά κύτταρα χάνουν την ικανότητα να εκτελεί τις συνήθεις λειτουργίες του αρχικού ιστού, και την ίδια στιγμή, να αποκτήσει χαρακτηριστικά που θα τους επιτρέψουν να επιβιώσουν ως ανεξάρτητη και συχνά επεμβατικές όγκου. Όπως κυτταρικές σειρές εξελίσσονται από μία κανονική σε μια καρκινική κατάσταση, οι μεταλλάξεις οδηγούν σε μια αύξηση της γενετικής ποικιλομορφίας [7]. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα παράλληλα με την επιλογή των φαινοτύπων και γονοτύπων που επιτρέπουν την προ-καρκινικά κύτταρα να ευδοκιμούν σε μικροπεριβάλλον τους [8]. Τα καρκινικά κύτταρα συχνά στερούνται της διαφοροποίησης που είναι παρούσα στο φυσιολογικό ιστό που προέρχονται από. Από τα μέσα του 19

ου αιώνα, το γεγονός αυτό έχει οδηγήσει παθολόγους που να υποδηλώνουν ότι οι όγκοι προκύπτουν από έμβρυο-όπως κύτταρα [9]. Δεδομένου ότι πρέπει να προκύψει καρκίνου από ένα κύτταρο που έχει τη δυνατότητα να χωρίζουν, έχουν ιστορικά πρότεινε δύο μη αποκλειστικό υποθέσεις της κυτταρικής προέλευσης των όγκων. Η πρώτη υπόθεση δηλώνει ότι κακοήθεια προέρχεται από βλαστικά κύτταρα λόγω της ωρίμανσης σύλληψη? η δεύτερη αναφέρει ότι ο καρκίνος προκύπτει από την αποδιαφοροποίηση των ώριμων κυττάρων [10]. Πιο πρόσφατα, ωστόσο, η έννοια της «καρκινικά βλαστικά κύτταρα», ή σπάνια κύτταρα με απεριόριστη δυνατότητα για αυτο-ανανέωση, έχει κερδίσει την αποδοχή ως ένα υποπληθυσμό κυττάρων που οδηγεί ογκογένεση. Η υπόθεση αυτή βασίζεται σε ευρήματα που έχουν δείξει ότι σε μερικές περιπτώσεις, μόνο ένα υποσύνολο των κυττάρων εντός ενός όγκου έχουν απεριόριστη πολλαπλασιαστικού δυναμικού [11]. Ωστόσο, αυτή η υπόθεση παραμένει αμφιλεγόμενη, διότι η ανάπτυξη ορισμένων κακοήθων όγκων οδηγείται από ένα σημαντικό ποσοστό των κυττάρων όγκου που δεν είναι καρκινικά βλαστικά κύτταρα (άνω του 10%) [12]. Ανεξάρτητα, υπάρχουν σαφείς ενδείξεις ότι ο φαινότυπος των αδιαφοροποίητο πολλά κύτταρα όγκου μοιάζει με το φαινότυπο των αδιαφοροποίητων φυσιολογικά κύτταρα, όπως τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα. Επιπλέον, η μελέτη της γονιδιακής έκφρασης σε καρκινικούς όγκους έχει αποκαλύψει ότι κακώς διαφοροποιημένοι όγκοι δείχνουν προτιμησιακή υπερέκφραση των γονιδίων κανονικά εμπλουτισμένο σε εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, υποστηρίζοντας την πιθανότητα ότι αυτά τα γονίδια συμβάλλουν στα κύτταρα παρόμοια φαινοτύπων στέλεχος φαίνεται από πολλούς όγκους [13].

Προηγουμένως, περιγράψαμε την ανάπτυξη δεικτών που βασίζονται στη θεωρία της πληροφορίας του Shannon για τη μέτρηση της διαφορετικότητας μεταγραφικό, εξειδίκευση, και η ειδικότητα γονιδίου των κανονικών οργάνων και ιστών [14]. Στη μελέτη αυτή, λάβαμε ένα δείκτη της γονιδιακής εξειδίκευσης,

S

i

, η οποία έχει μια τιμή μηδέν για τα γονίδια που είναι εξίσου εκφράζεται σε όλους τους ιστούς και έχει ένα καθορισμένο μέγιστη τιμή όταν ένα γονίδιο εκφράζεται σε μόνο έναν ιστό. Μεταγραφικό εξειδίκευσης,

δ

j

, ως εκ τούτου, ορίζεται ως ο μέσος όρος γονίδιο εξειδίκευση εκφράζεται σε στη μεταγραφή (βλέπε Υλικά και Μέθοδοι). Σε γενικές γραμμές, ένας ιστός είναι πιο εξειδικευμένη αν συγκεκριμένα γονίδια εκφράζονται σε μεγάλο βαθμό σε αυτό. Μπορούμε επίσης να αποδειχθεί ότι τα ανθρώπινα όργανα έχουν ένα συγκεκριμένο βαθμό ποικιλομορφίας και της εξειδίκευσης που έχει σχέση με τη λειτουργικότητά τους. Σε αυτή τη μελέτη, εφαρμόσαμε εργαλεία θεωρία της πληροφορίας για να συγκρίνουν την ποικιλομορφία μεταγραφικό και εξειδίκευση των καρκινικών όγκων έναντι της κανονικής τους ομολόγους τους. Δείχνουμε ότι η εξειδίκευση των ιστών του καρκίνου μειώνεται γενικά σε σύγκριση με την κανονική τους ομολόγους τους, η οποία οφείλεται κυρίως στη μείωση της έκφρασης της υψηλής συγκεκριμένων γονιδίων.

Αποτελέσματα

Υποθέσαμε ότι η μορφολογική και λειτουργικές αλλαγές που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της εξέλιξης του καρκίνου θα οδηγούσε σε σημαντικές αλλαγές στην μεταγραφικό καρκίνου, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης της εξειδίκευσης, σε σύγκριση με εκείνη των ανάλογων φυσιολογικούς ιστούς. Για να ελέγξει την υπόθεση αυτή σε ένα ευρύ πλαίσιο, επιλέξαμε τρεις συλλογές των ετικετών γονιδίου και ένα πείραμα μικροσυστοιχιών. Σύνολα δεδομένων

Μια

και

Β

επιλέγονται συλλογές των βιβλιοθηκών cDNA από το «Cancer Genome Anatomy Project» [15] για τους ιστούς ανθρώπου και ποντικού, αντίστοιχα. Σύνολο δεδομένων

C

αποτελείται από SAGE βιβλιοθηκών από φυσιολογικούς ιστούς του ανθρώπου και των όγκων που λαμβάνονται από το έργο του «Ανθρώπου μεταγραφικό χάρτη» [16] και το σύνολο δεδομένων

D

είναι μια μελέτη μικροσυστοιχιών ανθρώπινων ιστών σε κανονικές και προ -cancerous κράτη που συνδυάζεται με τον ασθενή [17]. Σύνολα δεδομένων

Μια

και

Β

ενσωματώσει πέντε εμβρυϊκά βλαστικά ένα αιμοποιητικών βλαστικών κυττάρων (HSC) βιβλιοθήκες κύτταρο (ESC) και και συμπεριλήφθηκαν στην ανάλυση με βάση το βαθμό της αποδιαφοροποίηση. Αυτά τα σύνολα δεδομένων υποβλήθηκαν σε ανάλυση των ιδιοτήτων των πληροφοριών του μεταγραφικό όπως περιγράφηκε προηγουμένως [14]. Στα σύνολα δεδομένων ετικέτες καταμέτρηση, εκτιμήσαμε την στατιστική σημαντικότητα των διαφορών στην ειδίκευση. Σε κάθε περίπτωση, έχουμε λάβει την ειδικότητα (

S

i

) και Target Εξειδίκευση (

TS

ij

) για τα γονίδια που μελετήθηκαν στα σύνολα δεδομένων, η οποία επέτρεψε την επιλογή των θεωρούμενων υπερεκφράζεται γονιδίων σε καρκίνο ή φυσιολογικούς ιστούς καθώς και η διάκριση των γονιδίων που εκφράζονται κατά προτίμηση σε μια δεδομένη κατάσταση.

Αξιολογώντας μεταγραφικό εξειδίκευση σε φυσιολογικούς και καρκινικούς ιστούς

Η ανάλυση των συνόλων δεδομένων

Ένα

και

Β

για την εκτίμηση της ποικιλομορφίας μεταγραφικό (

H

ι,

) και εξειδίκευση (

δ

ι

) δείκτες έγιναν σε τρία επίπεδα της βιβλιοθήκης cDNA ομαδοποίηση με την εξής ονομασία: μεμονωμένες βιβλιοθήκες cDNA ορίστηκαν ως «ομαδοποίηση»? συναρμολογούνται βιβλιοθήκες cDNA που προέρχονται από το ίδιο είδος οργάνου και την κατάσταση του ιστού (κανονική ή καρκίνος) ορίστηκαν ως «ομαδοποιημένος»? και μία περαιτέρω ομαδοποίηση των βιβλιοθηκών cDNA που μόνο θεωρείται η κατάσταση του ιστού και όχι το όργανο προέλευσης ορίστηκαν ως «πλήρης ομαδοποίηση» (βλέπε Υλικά και Μέθοδοι).

H

ι

μετρήθηκε η μεταβλητότητα των κατανομών των μεταγραφών και

δ

ι

εκτίμησε τη μέση εξειδίκευση των γονιδίων που εκφράζονται στο μεταγραφικό. Οπτικοποίηση των θέσεων των transcriptomes στο (

H

j

,

δ

ι

) συντονίζει μας επέτρεψε να αξιολογήσουν αποτελεσματικά τις σχετικές διαφορές σε αυτές τις σημαντικές παραμέτρους. Τα αποτελέσματα για την ομαδοποίηση ανάλυση, ανάλυση του συνόλου δεδομένων D, πίνακες διαστήματα εμπιστοσύνης για τις σχετικές παραμέτρους, και ανατομή των διαφορών στο μεταγραφικό εξειδίκευση συζήτησε για τη Στήριξη Κείμενο S1.

Το σχήμα 1 παρουσιάζει σκορπίσει οικόπεδα για τα επίπεδα των μεταγραφικό ποικιλομορφία,

H

ι

και εξειδίκευση,

δ

ι

, στο ομαδοποιούνται επίπεδο για τα σύνολα δεδομένων

Μια

και

Β

. Κατά τη σύγκριση των 12 ζεύγη των ανθρώπινων ανάλογη ιστούς, 11 καρκινικούς ιστούς είχαν σημαντικά λιγότερη εξειδίκευση από το κανονικό τους ομολόγους τους, με τον καρκίνο των ματιών είναι ο μόνος ιστός που είχε κατ ‘εκτίμηση εξειδίκευσης που ήταν μεγαλύτερη από την κανονική ομόλογό του (Σχήμα 1Α, Πίνακας S4 και Υποστήριξη Κείμενο S1). Ωστόσο, μετά από περαιτέρω ανάλυση, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι το δείγμα ιστού μάτι είναι πιο πιθανό παραμορφωμένη λόγω του μικρότερου μεγέθους του δείγματος του φυσιολογικού βιβλιοθήκη μάτι (10.679 ετικέτες) σε σύγκριση με το καρκινικό βιβλιοθήκη μάτι (42.029 tags) (βλέπε Στήριξη S1 κειμένου). Η πιθανή αυτή εμπόδισε την σωστή εκτίμηση των γονιδίων μάτι-ειδικών στην κανονική βιβλιοθήκη. Όλες οι αλλαγές στα εξειδίκευση των transcriptomes είναι στατιστικά σημαντική (Πίνακας S4 και S5 πίνακα? P & lt? 0,01). Το Σχήμα 1Α δείχνει επίσης ότι η ποικιλομορφία μεταγραφικό, μετρούμενη με

H

j

, αυξήθηκε τα καρκινικές καταστάσεις όλων των ιστών, με εξαίρεση τους όρχεις και πλακούντα. Η αύξηση του

H

j

δείχνει μια πιο ομοιόμορφη κατανομή των επιπέδων μεταγραφής εκφρασμένων γονιδίων, η οποία είναι πολύ πιθανόν να οφείλεται σε μείωση στην έκφραση των γονιδίων που επικρατεί στους φυσιολογικούς ιστούς. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1Α, παρατηρήσαμε ότι η εξειδίκευση των ομαδοποιημένων βιβλιοθηκών ESC είναι στο ίδιο επίπεδο όπως και η πλειοψηφία των καρκινικών ιστών. Αυτό είναι σε συμφωνία με το χαμηλό μορφολογική εξειδίκευση των ΟΚΕ.

Τα συγκρίσιμα σύνολα δεδομένων που συνδέονται με μια ασυνεχή γραμμή.

Μια

– ανθρώπινα στοιχεία από 53 βιβλιοθήκες των 13 διακριτών ιστούς με συνολικά 671.197 tags για 28.087 γονίδια? ομαδοποιούνται αναλύσεις.

Β

– δεδομένα ποντίκι από 29 βιβλιοθήκες από 5 διακριτές ιστούς και με συνολικά 541.453 εξέφρασε ετικέτες για 25.044 διαφορετικά γονίδια? ομαδοποιούνται αναλύσεις. Τα στοιχεία για το

Μια

και

Β

είναι από το «Cancer Genome Anatomy Project» (https://cgap.nci.nih.gov/). Οι κατά προσέγγιση διαστήματα εμπιστοσύνης 95% για τη διαφορετικότητα και την εξειδίκευση απεικονίζονται ως συνεχής χρωματιστές γραμμές. Δείτε Υποστήριξη Κείμενο S1, καθώς και το σχήμα S1, S2 σχήμα, το σχήμα S3, S4 Εικόνα, Εικόνα S5 και S6 σχήμα που απεικονίζουν ατομικές συγκρίσεις και τις λεπτομέρειες.

Η

Για να εκτιμηθεί η πτώση στην εξειδίκευση του καρκινικούς ιστούς, συγκρίναμε την μέση εξειδίκευση των γονιδίων που υπερ-εκφράζεται σε φυσιολογικούς ιστούς με εκείνη σε καρκινικούς ιστούς. Γενικά, διαπιστώσαμε ότι υπήρχε μια σημαντικά μεγαλύτερη μέση εξειδίκευση των γονιδίων που υπερ-εκφράζεται σε φυσιολογικούς ιστούς, γεγονός που υποδηλώνει ότι η μείωση της εξειδίκευσης οφειλόταν στη μείωση ή εξάλειψη της εκφράσεως του εξαιρετικά εξειδικευμένων γονιδίων σε φυσιολογικούς ιστούς κατά τη διάρκεια καρκινογένεσης (βλέπε Πίνακα S11 και S11 Εικόνα). Αναλύσαμε επίσης τις δέκα πιο σημαίνοντες γονίδια που προκάλεσε τη μείωση της εξειδίκευσης στις έντεκα ιστούς του συνόλου δεδομένων

Α.

Για κάθε ιστό, βρήκαμε παραδείγματα γονιδίων συγκεκριμένων οργάνων που είχαν απενεργοποιημένη την αντίστοιχη καρκινικό ιστό, συμπεριλαμβανομένων Chondroadherin (

CHAD)

στα οστά, ουρομοδουλίνη (

UMOD)

στο νεφρό, ο ειδικός οξύ προστάτη φωσφατάσης (

ACPP)

γονίδιο στον προστάτη, και ένα γονίδιο για η σπερματογένεση που σχετίζεται με πρωτεΐνη στους όρχεις (Πίνακας S12).

Για να επιβεβαιώσετε την υπόθεσή μας ότι η εξειδίκευση μειώνεται σε καρκινικούς ιστούς, εξετάσαμε ένα εντελώς ανεξάρτητο μοντέλο των ιστών του ποντικιού (σύνολο δεδομένων

Β

). Σε αυτή την ανάλυση, όλα τα φυσιολογικούς ιστούς έδειξε σημαντικά μεγαλύτερη ειδίκευση από τα αντίστοιχα καρκινικούς ιστούς (Σχήμα 1 Β, Πίνακας S6 και S7 Πίνακα? Ρ & lt? 0,01). Σύνολο δεδομένων

Β

περιλαμβάνεται επίσης μια βιβλιοθήκη των HSCs που λαμβάνονται από το μυελό των οστών. Αυτά τα κύτταρα παρουσίασαν επίπεδο εξειδίκευσης συγκρίσιμο με φυσιολογικό πνεύμονα και του δέρματος, ακόμα και όταν αδιαφοροποίητα (Σχήμα 1Β). Σε τέσσερα από τα πέντε όργανα που μελετήθηκαν στη δέσμη στοιχείων

B

, η μέση εξειδίκευση των γονιδίων που ήταν υπερ-εκφράζεται σε φυσιολογικούς ιστούς ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από την αντίστοιχη τιμή για καρκινικούς ιστούς, με την εξαίρεση του μαστικού αδένα ( Πίνακας S11). Ωστόσο, τα γονίδια που σχετίζονται με την παραγωγή γάλακτος, η οποία ήταν εντός τους πιο σημαντικούς γονίδια του μαστικού αδένα και έχουν υψηλή εξειδίκευση της έκφρασης σε αυτόν τον ιστό (Πίνακας S13 και S14 Πίνακα), έδειξε μια ακραία πτώση στην έκφραση στον καρκινικό ιστό. Τα αποτελέσματα αυτά εξηγούν την γενική πτώση της εξειδίκευσης φαίνεται στο μαστικό αδένα. Επιπλέον, τα διαγράμματα διασποράς της αλλαγής συχνότητας γονιδίου μεταξύ φυσιολογικών και καρκινικών ιστών εναντίον εξειδίκευση έδειξε μια επικράτηση των πολύ ειδικά, υπερ-εκφρασμένα γονίδια σε φυσιολογικούς ιστούς από τις πέντε όργανα που μελετήθηκαν (Σχήμα S12). Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι πολύ συγκεκριμένα γονίδια τα οποία έχουν μειωθεί έκφραση στους καρκινικούς ιστούς οδηγούν την πτώση στην εξειδίκευση, παρόμοια με αυτή που παρατηρείται στη δέσμη στοιχείων Α

Τα δεδομένα από την «Ανθρώπινη μεταγραφικό χάρτη» (σύνολο δεδομένων

C

) αποτελείται από μια συλλογή από ετικέτες γονιδίου SAGE που ανήκουν σε ετερογενή φυσιολογικών και καρκινικών ιστών που ομαδοποιούνται από το χρωμόσωμα. Εμείς δεν έλαβε υπόψη τις προφανείς διαφορές στα προφίλ μεταγραφής μεταξύ διακριτών οργάνων και δοκιμαστεί μόνο την υπόθεση ότι η εξειδίκευση μειώνεται στα transcriptomes όγκου. Αξίζει να σημειωθεί ότι σε αντίθεση με τις αναλύσεις των συνόλων δεδομένων

Μια

και

Β

, όπου η ειδικότητα του γονιδίου εκτιμάται για το συνδυασμό των ιστών και την κατάσταση, το σύνολο δεδομένων Γ η ιδιαιτερότητα εκτιμάται μόνο με όσον αφορά την κατάσταση του ιστού (κανονική εναντίον όγκου) και αγνοεί τον ιστό προέλευσης. Ως εκ τούτου, η γονιδιακή εξειδίκευση σε αυτό το σύνολο δεδομένων αναφέρεται μόνο σε κανονική ή όγκου ιστούς και συνεπάγεται ότι θα παρατηρηθεί μια πολύ χαμηλότερο εκτιμώμενο εξειδίκευση. Ένα μεγάλο και σημαντική αλλαγή στο μεταγραφικό εξειδίκευση μεταξύ των φυσιολογικών και καρκινικών ιστών παρατηρήθηκε για όλα τα χρωμοσώματα (Σχήμα 2, Εικόνα S7, Εικόνα S8, Εικόνα S9 Σχήμα S10, πίνακας S9, και Υποστήριξη κειμένου S1), με την εξαίρεση του χρωμοσώματος Υ, για τις οποίες η διαφορά δεν είναι σημαντική. Οι περισσότερες από τις διαφορές που είναι σημαντικές (23 από 24) είναι στην αναμενόμενη κατεύθυνση και έχουν μικρότερη εξειδίκευση στις transcriptomes όγκου. Μια εξαίρεση σε αυτό ήταν χρωμοσώματος 18, για τις οποίες η μεταβολή στην ειδικότητα είναι προς την αντίθετη κατεύθυνση (βλ Στήριξη S1 κειμένου). Ωστόσο, η ανάλυση όλων των τόπων μαζί (Σχήμα 2 και Πίνακας S9) υποστηρίζει σθεναρά την υπόθεση ότι ο καρκίνος μειώνει την εξειδίκευση των ιστών

δεδομένα ανθρώπινης έκφρασης είναι από το έργο «Ανθρώπινη μεταγραφικό χάρτη» (http:. //bioinfo.amc.uva.nl/HTMseq/controller), σύνολα δεδομένων «Όλοι οι ιστοί κανονική» και «Όλοι οι ιστοί του όγκου». Τα δεδομένα αποτελούνται από 18.609.073 ετικέτες για συνολικά 62.916 θέσεις από το χρωμόσωμα. Βλέπε Σχήμα S7, S8 Εικόνα, Εικόνα S9 και S10 Εικόνα που ενισχύουν τα πλαίσια αυτού του σχήματος παρουσιάζει τα διαστήματα εμπιστοσύνης 95% για τις εκτιμήσεις.

Η

Σε προηγούμενη μελέτη μας, δείξαμε ότι το εκτιμώμενο βαθμό του διακύμανση της διαφορετικότητας και της εξειδίκευσης του ανθρώπινου μεταγραφικό είναι πολύ μικρότερη όταν χρησιμοποιούν μικροσυστοιχίες ό, τι όταν υπολογίζουμε ετικέτες γονίδιο [14]. Αυτό οφείλεται στο σχετικά περιορισμένο δυναμικό εύρος των μικροσυστοιχιών σε σύγκριση με τις στρατηγικές ετικέτα μετρώντας [18], η οποία στρεβλώνει τόσο υψηλό και χαμηλό εκφρασμένων γονιδίων. Παρά τις ελλείψεις αυτές, η ανάλυση της κανονικής (TDLUs) και προκαρκινικές (HELUs) ιστών σε συνδυασμό με την ασθενή (σύνολο δεδομένων

D

) παρουσίασαν μεγάλη πτώση στην εξειδίκευση σε προκαρκινικές ιστούς σε επτά από τις οκτώ περιπτώσεις που μελετήθηκαν (Σχήμα S13) .

Τα γονίδια ανιχνευθούν μόνο στον καρκίνο

Η προσέγγιση της θεωρίας των πληροφοριών για τη μελέτη της μεταγραφικό έχει το πλεονέκτημα ότι επιτρέπει την εκτίμηση του βαθμού της παγκόσμιας ειδικότητας γονιδίου,

S

i

, του κάθε γονιδίου που μελετήθηκαν, καθώς και την εξειδίκευση του στόχου της,

TS

ij

, μια παράμετρος που μετρά την εξειδίκευση ενός συγκεκριμένου γονιδίου για μια επιλεγμένη μεταγραφικό (βλ Μαθηματική προσθήκη για τη Στήριξη Κείμενο S1) . Αυτά τα εργαλεία επιτρέπουν την εύκολη επιλογή των γονιδίων που εκφράζονται κατά προτίμηση σε ιστούς του καρκίνου και ως εκ τούτου έχουν τη δυνατότητα να χρησιμεύσουν ως μοριακοί δείκτες κακοήθειας. Επιπλέον, αυτά τα ευρετήρια μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό των γονιδίων που είναι ειδικά για ένα συγκεκριμένο είδος καρκίνου ή γονίδια που δεν μεταβάλλονται σημαντικά κατά την διάρκεια της ανάπτυξης του καρκίνου και ως εκ τούτου μπορεί να χρησιμεύσει ως έλεγχοι δείκτης κατά τη μέτρηση γονίδια ποικίλης έκφρασης. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι όταν ένα γονίδιο σε ένα συγκεκριμένο σύνολο δεδομένων ανιχνεύεται μόνο σε καρκινικούς ιστούς, δεν μπορεί να συναχθεί ότι είναι αποκλειστικά στον καρκίνο, δεδομένου ότι θα μπορούσε επίσης να είναι παρόντα σε φυσιολογικούς ιστούς σε μη ανιχνεύσιμα επίπεδα. Ωστόσο, τα γονίδια με υψηλά επίπεδα έκφρασης που βρίσκονται μόνο σε καρκινικούς ιστούς είναι καλοί υποψήφιοι για να είναι σημαντικά επάνω ρυθμισμένη σε καρκίνο.

Για τον εντοπισμό γονιδίων τα οποία εκφράζονται διαφορικά σε καρκινικούς ιστούς, προσδιορίσαμε γονίδιο ειδικότητα (

S

i

) και ειδικότητα στόχο (

TS

ij

) στο σύνολο δεδομένων

Μια

χρησιμοποιώντας την πλήρη ανάλυση ομαδοποίησης. Ο Πίνακας 1 δείχνει παραδείγματα γονιδίων που εκπροσωπούνται σε καρκινικούς ιστούς στο υψηλότερο ποσοστό του επιπέδου έκφρασης (περισσότεροι από 1 στους 10.000) και απουσιάζει από όλους τους φυσιολογικούς ιστούς. Αυτά τα γονίδια ανιχνεύτηκαν μόνο στους ιστούς του καρκίνου, με μια σειρά από ετικέτες (από 54 έως 535) σε καρκινικούς ιστούς και χωρίς ετικέτες στους φυσιολογικούς ιστούς (μέγιστο

S

i

στην ανάλυση). Για την επικύρωση στατιστικώς την προς τα πάνω ρυθμισμένη συχνότητα αυτών των γονιδίων, εφαρμόσαμε το ακριβές τεστ Fisher [19] με τη διόρθωση Bonferroni για πολλαπλές δοκιμές [20] (βλέπε Μέθοδοι). Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει τα γονίδια που ανιχνεύτηκαν μόνο σε ένα τύπο καρκίνου. Ο προσδιορισμός του είδους των γονιδίων ήταν δυνατό (γούρνα

S

i

και

TS

ij

) λόγω της συμπερίληψης των διαφόρων τύπων ιστών καρκίνου στην ανάλυση. Πίνακας S10 δείχνει παραδείγματα των γονιδίων που εκφράζονται αποκλειστικά σε σχετικά υψηλό ποσοστό σε ιστούς όγκων στην ανάλυση του συνόλου δεδομένων

C

.

Η

Συζήτηση

Η χρήση του εργαλεία θεωρία της πληροφορίας για την ποσοτική εκτίμηση των αλλαγών στην σταθερή αφθονίες κατάσταση μεταγραφή μας επέτρεψε να εξετάσουμε τέσσερα διαφορετικά σύνολα δεδομένων για να διαπιστωθεί αν καρκινικούς ιστούς έχουν λιγότερο μεταγραφικό εξειδίκευση από το κανονικό τους ομολόγους τους. Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται από αυτές τις αναλύσεις έδειξαν ότι η εξειδίκευση της μεταγραφικό καρκίνο μειώθηκε σε σύγκριση με το κανονικό ισοδύναμο ιστού. Η μείωση μεταγραφικό εξειδίκευση οφειλόταν κυρίως σε μια μείωση του επιπέδου έκφρασης των γονιδίων που είναι ιστο-ειδική και συνήθως εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα σε φυσιολογικό ιστό (βλέπε Στήριξη Κείμενο S1 και Πίνακας S11, Πίνακας S12, Πίνακας S13, Πίνακας S14, πίνακας S15 και S16 Πίνακας). Τα αποτελέσματα αυτά είναι σε συμφωνία με την παρατήρηση ότι οι όγκοι παρουσιάζουν συχνά μορφολογικά αποδιαφοροποιημένα τύπους κυττάρων με έναν τρόπο παρόμοιο με αυτό που παρατηρήθηκε σε βλαστικά κύτταρα [21]. Επιπλέον, η μοριακή στοιχεία έχουν δείξει ότι χαμηλής διαφοροποίησης καρκινικών όγκων υπερεκφράζουν γονίδια που είναι εμπλουτισμένα σε εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα [13]. Δεν είναι εντελώς σαφές αν ο καρκίνος ξεκινά με μια διαδικασία απο-ρύθμιση των βλαστικών κυττάρων οργάνου ή από de novo-αποδιαφοροποίηση των κυττάρων οργάνου καθοδηγείται από τις μεταλλάξεις που προκύπτουν κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του όγκου [7].

Όλα τα υψηλής μελέτες μεταγραφικό απόδοσης που χρησιμοποιούνται είτε μετρώντας στρατηγικές ετικέτα ή microarrays μετριέται μόνο σε σχέση με τις αλλαγές στα επίπεδα της μεταγραφής. Η προσέγγιση αυτή καθιστά παγκόσμια αποδεκτές υπόθεση ότι όλα τα κύτταρα έχουν την ίδια απόλυτη μεταγραφική δραστικότητα. Ωστόσο, αυτή η υπόθεση δεν έχει πειραματική επιβεβαίωση, ειδικά στην περίπτωση των καρκινικών κυττάρων. Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη αυτή μετράται σε σχέση επίπεδα της γονιδιακής έκφρασης (το σύνολο των

p

ij

) για να αξιολογήσει την ειδικότητα του γονιδίου, η ποικιλομορφία μεταγραφικό και εξειδίκευση. Ως εκ τούτου, δεν μπορούμε να αποκλείσουμε την πιθανότητα ότι όλα τα γονίδια θα μπορούσε να έχει ένα υψηλότερο απόλυτο επίπεδο έκφρασης σε καρκίνο σε σχέση με φυσιολογικούς ιστούς. Παρ ‘όλα αυτά, μια γενική αύξηση της μεταγραφής σε καρκινικά κύτταρα δεν θα έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην ειδικότητα μεταγραφικό ή στην ειδικότητα της γονιδιακής έκφρασης.

μεταγραφικό εξειδίκευση, δ

i, υπολογίζεται αποκλειστικά και μόνο στο πλαίσιο της οργάνων ή ιστών που περιλαμβάνονται στην ανάλυση και αντικατοπτρίζει την προκατάληψη οργάνου ή ιστού προς την έκφραση ειδικών γονιδίων. Για να εκτιμηθεί η «πραγματική» εξειδίκευση ενός ιστού, όλοι οι διαφορετικοί τύποι κυττάρων ενός δεδομένου οργάνου πρέπει να περιλαμβάνονται χωριστά στην ανάλυση. Αυτό δεν πληρούνται στην ανάλυση που πραγματοποιήθηκε εδώ λόγω των περιορισμών στα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη. Ένας δεύτερος παράγοντας που επηρεάζει την εκτίμηση της εξειδίκευσης είναι το μέγεθος του δείγματος, ή πιο συγκεκριμένα, ο αριθμός των ετικετών γονιδίου που χρησιμοποιείται. Εξαιρετικά ειδικά γονίδια έχουν την τάση να εκφράζεται σε ένα μικρό υποσύνολο των κυττάρων που σχηματίζουν ένα όργανο και έτσι έχουν μεγάλη πιθανότητα να μην έχουν καμία ετικέτες γονιδίου και δεν είναι παρόν εάν το δείγμα είναι σχετικά μικρό. Ως αποτέλεσμα, η εξειδίκευση τείνει να υποτιμάται σε μικρά μεγέθη δείγματος. Στην περίπτωση του συνόλου δεδομένων

A

, ο συνολικός αριθμός των ετικετών ήταν 620.696, με 131.623 (21%) που αντιστοιχεί σε ετικέτες φυσιολογικούς ιστούς και τα υπόλοιπα 489.073 (79%) που αντιστοιχεί σε ετικέτες καρκινικούς ιστούς. Ως εκ τούτου, το δυναμικό για υποεκτίμηση της εξειδίκευσης ήταν υψηλότερο για τους φυσιολογικούς ιστούς από ότι για καρκινικούς ιστούς. Παρ ‘όλα αυτά, το Σχήμα 1Α παρουσιάζει ισχυρές ενδείξεις λιγότερη εξειδίκευση στους καρκινικούς ιστούς. Αυτό παρατηρήθηκε σε σύνολα δεδομένων

Β

και

C

, καθώς και.

Τα ανθρώπινα όργανα αποτελούνται από διαφορετικούς αριθμούς και τους τύπους των κυττάρων και συνεπώς έχουν διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας. Μια πιο πολύπλοκο όργανο θα έχει ένα μεγαλύτερο αριθμό διακριτών τύπων κυττάρων, και ως εκ τούτου, η εκτίμηση της ποικιλομορφίας και της εξειδίκευσης της θα είναι λιγότερο ακριβής και απαιτούν ένα μεγαλύτερο μέγεθος δείγματος για την ακρίβεια. Αντίθετα, οι όγκοι που σχηματίζεται από έναν μικρό αριθμό διακριτών τύπων κυττάρου και η εκτίμηση της ποικιλομορφίας και της εξειδίκευσης της θα είναι περισσότερο ακριβής με ένα δεδομένο μέγεθος δείγματος. Αυτό είναι εμφανές από το μέγεθος των διαστημάτων εμπιστοσύνης για κάθε σημείο στην Εικόνα 1 (βλέπε επίσης σχήμα S1, S2 Σχήμα, το Σχήμα S3, S4 Σχήμα, το Σχήμα S5 και S6 Σχήμα). Και στις δύο περιπτώσεις (σύνολα δεδομένων

Μια

και

Β

), το μέγεθος των διαστημάτων εμπιστοσύνης είναι μεγαλύτερα για τους φυσιολογικούς ιστούς που αναλύθηκαν από ό, τι για τα καρκινικά ομολόγους τους. Παρ ‘όλα αυτά, οι διαφορές στην εξειδίκευση μεταξύ φυσιολογικών και καρκινικών ιστών είναι αρκετά διαστήματα εμπιστοσύνης μεταξύ τους, αποδεικνύοντας ότι τα συμπεράσματα είναι στατιστικά ισχυρή (Πίνακας S4, S5 πίνακας, πίνακας S6, Πίνακας S7 και S8 Πίνακας).

Είναι καλά γνωστό ότι τα καρκινικά κύτταρα συχνά αδιαφοροποίητη και μοιάζουν εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων [9]. Να συγκρίνει το επίπεδο της εξειδίκευσης των ιστών του καρκίνου με εκείνη της ΟΚΕ, θα περιλαμβάνονται πέντε βιβλιοθήκες της ΟΚΕ στο σύνολο δεδομένων

A

και να αναλύονται ξεχωριστά (Σχήμα S1) ή σαν ομάδα (Εικόνα 1Α). Η θέση της ΟΚΕ στο Σχήμα 1 και το Σχήμα S1 επιβεβαιώνουν ότι το επίπεδο της εξειδίκευσης των βλαστικών κυττάρων μπορεί να συγκριθεί με την πλειονότητα των καρκινικών ιστών που αναλύθηκαν. Τα στοιχεία αυτά επιβεβαιώνουν τη συσχέτιση μεταξύ της φαινοτυπική αποδιαφοροποίηση και την πτώση στην εξειδίκευση και στις δύο ΟΚΕ και καρκινικά κύτταρα. Δυστυχώς, τα στοιχεία που δείχνουν το βαθμό αποδιαφοροποίηση των διακριτών όγκων που αναλύθηκαν σε σύνολα δεδομένων

Μια

,

Β,

και

C

δεν ήταν παρόντες στις βάσεις δεδομένων, και ως εκ τούτου θα μπορούσαμε να δεν συμπεράνουμε αν υπάρχει σχέση μεταξύ του βαθμού αποδιαφοροποίηση του όγκου και πτώση της στην εξειδίκευση. Ωστόσο, υποθέτουμε ότι αυτή η σχέση πιθανώς υπάρχει, αφού ο βαθμός αποδιαφοροποίηση του όγκου φαίνεται να συσχετίζεται με την έκφραση των συνόλων των γονιδίων που είναι εμπλουτισμένα σε ESCs [13].

Αναλύσαμε μια βιβλιοθήκη των HSCs ως μέρος του συνόλου δεδομένων

Β

. Αυτή η βιβλιοθήκη έγινε από FACS καθαρισμένα, αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα που λαμβάνονται από μυελό των οστών και αντιπροσωπεύει κύτταρα που μπορούν να διαφοροποιηθούν σε κύτταρα μυελομονοκυτταρικής, Β κύτταρα, ή Τ κύτταρα. Σε αντίθεση με τις ΟΚΕ του Σχήματος 1, τα κύτταρα αυτά προήλθαν από ένα εξειδικευμένο όργανο ενήλικα. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1Β, HSCs έχει ένα επίπεδο εκτιμάται εξειδίκευσης συγκρίσιμη με εκείνη του φυσιολογικού πνεύμονα και υψηλότερη από εκείνη του φυσιολογικού δέρματος. Αυτό δείχνει ότι σχετικά αδιαφοροποίητο τύποι κυττάρων μπορεί να παρουσιάσει μια σχετικά υψηλή εξειδίκευση της μεταγραφικό. Το συμπέρασμά μας είναι επίσης υποστηρίζεται από την ανάλυση των φυσιολογικών μεταγραφικό λεμφικών ιστών (λέμφου και Lymphr? Εικόνα 1Α).

Προτείνουμε ότι η καταλληλότητα ενός προ-καρκινικό κύτταρο, στο πλαίσιο ενός όγκου, θα αυξηθεί εάν τα γονίδια που σχετίζονται με την αρχική λειτουργία του γονικού ιστού απενεργοποιείται, επειδή αυτό εκφράζεται έντονα και συγκεκριμένο σύνολο γονιδίων αντιπροσωπεύει ένα υψηλό κόστος σε ενέργεια και πόρους που θα είναι μειονεκτική στο πλαίσιο του όγκου. Η υπόθεσή μας δείχνει ότι, αν η έκφραση αυτών των υψηλής έκφρασης και συγκεκριμένα γονίδια είναι μειωμένη ή απενεργοποιημένη, θα πρέπει να παρατηρηθεί στη συνέχεια μια μείωση στην εξειδίκευση του ιστού. Τεμαχίζοντας τη μείωση της εξειδίκευσης μέσω της ανάλυσης των επιμέρους γενετικές συνιστώσες θα παρέχει μια καλύτερη κατανόηση της καρκινογένεσης. Επιπλέον, εάν η πτώση στην έκφραση τουλάχιστον μερικά από αυτά τα γονίδια προηγείται μορφολογικές αλλαγές στα προ-καρκινικά κύτταρα, η πτώση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για διαγνωστικούς προτείνει. Η υπόθεσή μας δεν διαψεύδεται από την παρατήρηση της αποδιαφοροποίηση σε καρκινικούς ιστούς, αλλά μάλλον είναι παράλληλη με το εύρημα αυτό:. ιστούς με μεγαλύτερη αποδιαφοροποιημένων φαινότυπο θα εκφράζουν ένα λιγότερο εξειδικευμένο μεταγραφικό

Η ανάλυση στο σύνολο δεδομένων

C

εκτελέστηκε σε τόπους που ομαδοποιήθηκαν με χρωμοσώματα από ένα ετερογενές μίγμα των ιστών που ταξινομούνται μόνο ως «κανονική» ή «όγκος». Ως εκ τούτου, η ιδιαιτερότητα των τόπων εκτιμάται μόνο σε σχέση με αυτό το κριτήριο και όχι σε σχέση με το όργανο προέλευσης και σε σύνολα δεδομένων

Μια

και

Β.

Κατά συνέπεια, η εξειδίκευση εκτιμάται για την «κανονική» και «όγκος» των ιστών είναι πολύ μικρότερο από το βαθμό εξειδίκευσης εκτιμάται όταν λαμβάνεται το όργανο προέλευσης υπόψη (συγκρίνετε τα σχήματα 1 και 2). Παρά τις μικρότερες διαφορές στην εξειδίκευση μεταξύ φυσιολογικών και καρκινικών ιστών στη δέσμη στοιχείων

C

, τα δεδομένα είναι στατιστικά σημαντικές για όλες τις χρωμοσώματα (εκτός από το χρωμόσωμα Υ) και σε όλες τις περιπτώσεις, εκτός από το χρωμόσωμα 18, δείχνουν ότι η πτώση της εξειδίκευσης συμβαίνει σε όγκους (Πίνακας S8). Είναι ενδιαφέρον, το χρωμόσωμα 18 περιέχει γονίδια αρκετές ογκοκατασταλτικά συμπεριλαμβανομένων των

DDC

,

DPC4,

και

JV18-1 /MADR2

[22], και ως εκ τούτου η υψηλή έκφραση αυτών των γονιδίων θα μπορούσε να οδηγήσει την παρατηρούμενη αύξηση της εξειδίκευσης (βλέπε πίνακα S15). Λαμβανόμενα μαζί, τα δεδομένα αυτά χρησιμεύουν ανεξάρτητη επιβεβαίωση της υπόθεσης ότι μεταγραφικό εξειδίκευση μειώνεται σε όγκους. Προβλέπουμε ότι η ενισχυμένη κατανόηση των μηχανισμών που ευθύνονται για την πτώση της εξειδίκευσης που συμβαίνει σε όγκους μέσω της καλύτερης χαρακτηρισμό του προφίλ του καρκίνου μεταγραφικό θα οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων μοριακών εργαλείων διάγνωσης και τις τεχνικές παρέμβασης.

Από την ανάλυση των ομαδοποιημένων φυσιολογικών και καρκινικών ιστών στη δέσμη στοιχείων

μια

( «πλήρης ομάδα»? δείτε Μέθοδοι) ανιχνεύσαμε 14.573 γονίδια (52%) από το σύνολο των 28.087 γονιδίων που εκπροσωπήθηκαν είτε σε κανονική ή καρκινικούς ιστούς μόνο (κατ ‘εκτίμηση γονίδιο ειδικότητα

S

i

= 1). Από αυτά τα γονίδια με μέγιστη ειδικότητα, 6220 (43%) ανιχνεύθηκαν αποκλειστικά στον καρκίνο και το υπόλοιπο 8.353 (57%) ανιχνεύθηκαν αποκλειστικά σε φυσιολογικούς ιστούς. Οι παρατηρήσεις μας ότι συγκεκριμένα γονίδια βρέθηκαν σε μία μόνο συγκεκριμένη ομάδα (κανονική ή καρκινικούς ιστούς) ήσαν εξαρτάται από το μέγεθος του δείγματος και ως εκ τούτου απαιτούνται στατιστικές αναλύσεις για να προσδιοριστεί η σημασία. το ακριβές τεστ του Fisher με διόρθωση Bonferroni (βλέπε Μέθοδοι) κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μόνο 17 από τα γονίδια που εντοπίστηκαν αποκλειστικά σε καρκινικούς ιστούς ήταν σημαντικά ρυθμισμένη προς τα πάνω. Αυτά τα γονίδια που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Πίνακας S17 παρουσιάζει τις ταξινομήσεις Gene Ontology για τα γονίδια που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.

Αν ευρετήρια θεωρία πληροφοριών είναι αποτελεσματική στον εντοπισμό γονιδίων ρυθμίζεται προς τα πάνω σε καρκίνο, θα πρέπει επίσης να ανιχνεύσει γονίδια που έχουν προηγουμένως έχουν αναφερθεί ότι συνδέονται με τον καρκίνο. Αυτή ήταν πράγματι η υπόθεση, όπως ο κατάλογος των γονιδίων ανιχνεύεται αποκλειστικά στον καρκίνο (Πίνακας 1), συμπεριλαμβανομένων των

TRAF7

,

PRPS1

,

Cdt1,

και

ZWINT ,

είχαν προηγουμένως αναφερθεί ως γονίδια δείκτες του καρκίνου [23], [24], [25], [26]. Το πιο σημαντικό, αυτή η ποσοτική προσέγγιση εντοπίζει γονίδια που δυνητικά εμπλέκονται στον καρκίνο που δεν έχουν προηγουμένως εντοπιστεί, όπως

KLHL21

,

KIFC1

, και

XAB2

(Πίνακας 1). Μια περιγραφή των γονιδίων που παρατίθενται στον Πίνακα 1 παρουσιάζεται στην Υποστήριξη S1 Text.

Τα γονίδια που παρατίθενται στον Πίνακα 2 βρέθηκαν να είναι παρούσα σε ένα μόνο τύπο καρκίνου σε σημαντικά υψηλά επίπεδα έκφρασης (ομαδοποιημένες ανάλυση, το σύνολο δεδομένων

Α

) και παράδειγμα για τις πλούσιες δυνατότητες εξόρυξης δεδομένων χρησιμοποιώντας ειδικότητας (

S

i

) και η ειδικότητα της στόχευσης (

TS

ij

) του γονιδίου έκφραση. Μεταξύ αυτών των γονιδίων, βρήκαμε παραδείγματα δεικτών καρκίνου (

MLANA)

(αναφερόμενη επίσης στο Πίνακα 1), μία προσφάτως περιγραφείσα ογκογονίδιο (

OTX2

) [27], και ένα γονίδιο που χρησιμοποιείται ως