Αφηρημένο

Ο καρκίνος του πνεύμονα είναι μία από τις κύριες αιτίες θνησιμότητας από καρκίνο σε όλο τον κόσμο και μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC) αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος. NSCLC μπορεί να διαιρεθεί περαιτέρω σε αδενοκαρκίνωμα (ACA) και το καρκίνωμα πλακωδών κυττάρων (SCC). Είναι μεγάλη τιμή να διακρίνει αυτές τις δύο υποομάδες κλινικά. Στην παρούσα μελέτη, συγκρίναμε τις γονιδιώματος σε επίπεδο αριθμού αντιγράφων αλλοιώσεις (προσαρμογείς CNA) τις μορφές των 208 πρώιμο στάδιο ACA και 93 δείγματα πρώιμο στάδιο SCC όγκου. Ως αποτέλεσμα, 266 CNA ανιχνευτές ξεχώρισε για την καλύτερη διάκριση των ACA και SCC. Αποκαλύφθηκε ότι τα γονίδια που αντιστοιχούν σε αυτά τα 266 ανιχνευτές εμπλουτισμένο σε οδούς που σχετίζονται με τον καρκίνο του πνεύμονα και εμπλουτισμένο σε περιοχές του χρωμοσώματος όπου CNA συνήθως συμβαίνουν στον καρκίνο του πνεύμονα. Η μελέτη αυτή ρίχνει τα φώτα στη μελέτη CNA του NSCLC και παρέχει μερικές ιδέες για την επιγενετική του NSCLC

Παράθεση:. Li BQ, μπορείτε J, Huang Τ, Cai YD (2014) Κατάταξη των μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα βασισμένο σε Copy Number αλλαγές. PLoS ONE 9 (2): e88300. doi: 10.1371 /journal.pone.0088300

Επιμέλεια: Giuseppe Viglietto, ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Μεγάλη Ελλάδα, Ιταλία

Ελήφθη: 12, Αύγ του 2013? Αποδεκτές: 6 Ιανουαρίου 2014? Δημοσιεύθηκε: 5 Φεβρουαρίου, 2014

Copyright: © 2014 Li 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 επιχορηγήσεις από το Εθνικό πρόγραμμα βασικής έρευνας της Κίνας (2011CB510101, 2011CB510102), Πρόγραμμα Καινοτομίας της Σαγκάης Δημοτική Επιτροπή Παιδείας (12ZZ087), και τη χορήγηση του «The First-class Πειθαρχία των Πανεπιστημίων στη Σαγκάη». 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 του πνεύμονα είναι ένας από τους κορυφαίους αιτία θνησιμότητας από καρκίνο σε όλο τον κόσμο [1]. Βασιζόμενος στην 2011 Διεθνής Ένωση για τη Μελέτη του Καρκίνου του Πνεύμονα /Αμερικανικής Θωρακικής Εταιρείας /Ευρωπαϊκής Πνευμονολογικής Εταιρείας (IASLC /ATS /ERS) ταξινόμηση αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα, είναι πλέον κατατάσσονται σε 5 διαφορετικούς υποτύπους: Άτυπη αδενωματώδεις υπερπλασία (AAH), αδενοκαρκίνωμα in situ (AIS) (nonmucinous, βλεννώδες, ή μικτή nonmucinous /βλεννώδες), Ελάχιστα επεμβατική αδενοκαρκίνωμα (MIA) (≤3 cm lepidic κυρίαρχο όγκου με ≤5 mm εισβολή), διηθητικό αδενοκαρκίνωμα, και οι παραλλαγές του διηθητικό αδενοκαρκίνωμα, και το καθένα από αυτά έχει τους δική ιστολογική χαρακτηριστικό [2]. Μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα (NSCLC) αντιπροσωπεύει το 85% όλων των καρκίνων του πνεύμονα. Οι πιο συχνές ιστολογικούς υποτύπους του NSCC είναι αδενοκαρκίνωμα (ACA) και το καρκίνωμα πλακωδών κυττάρων (SCC), αντιπροσωπεύοντας το 50% και το 30% των περιπτώσεων NSCLC, αντίστοιχα [3]. ACA είναι η πιο συχνή ιστολογική υπότυπο που αναφέρθηκαν με το καρκίνο του πνεύμονα στους μη καπνιστές (LCINS) [4], η οποία είναι ένας καρκίνος του επιθηλίου που προέρχεται από αδενικό ιστό. SCC είναι ένας καρκίνος του πλακώδους επιθηλιακού κυττάρου, το οποίο προκύπτει συχνότερα σε τμηματική βρόγχους και σχετίζονται με λοβιακή και κύριο στέλεχος βρόγχου πραγματοποιείται με επέκταση του [5], και η συχνότητα εμφάνισης του συσχετίζεται με περίοδο κάπνισμα [6] σε σύγκριση με το ACA. Ιστορικά, καλά διαφοροποιημένα κύτταρα SCC περιλαμβάνουν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά, όπως μεσοκυττάρια γεφύρωσης, σχηματισμός πλακώδους μαργαριτάρι και μεμονωμένων κυττάρων κερατινοποίηση [5]. Σήμερα, η ανάπτυξη της ιατρικής στον NSCLC εισήγαγε ιστολογική υποκατηγοριών, τη διαφοροποίηση των ACA από SCC σε δείγματα βιοψίας, ως σημαντικός παράγοντας για την αποτελεσματική επιλογή θεραπείας και στόχο μοριακής θεραπείας. Για παράδειγμα πεμετρεξίδη, αντιφολικού παράγων, είναι αποτελεσματική στη θεραπεία των ασθενών με μη-πλακώδες NSCLC, αλλά δεν θα πρέπει να συνιστάται για τη θεραπεία του καρκινώματος των πλακωδών κυττάρων [7]. Bevacizumab, σε συνδυασμό με πακλιταξέλη /καρβοπλατίνη, έχει υπερβολική τοξικές επιδράσεις σε ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα [8], ενώ θα μπορούσε να αυξήσει σημαντικά το συνολικό ποσοστό επιβίωσης των ασθενών με καρκίνους των μη πλακώδους ιστολογία [9], [10]. Παραδοσιακή μέθοδος διάγνωσης για τη διάκριση αδενοκαρκίνωμα από καρκίνωμα πλακωδών κυττάρων, βασίζεται στην ιστολογική τομή και συνήθεια του καπνίσματος των ασθενών. Ωστόσο, λόγω της ατομικής ετερογένεια του καρκίνου του πνεύμονα, η μέθοδος αυτή δεν μπορεί να διακρίνει σωστά ACA και SCC σε μερικές περιπτώσεις αποτελεσματικά. Πρόσφατα, ανοσοϊστοχημεία χρησιμοποιείται σε βιοψία και υλικό κυτταρολογίας [11] ως συμπλήρωμα, και έχουν αρκετά γονίδια έχουν ανακαλυφθεί ως ανοσοϊστοχημική δείκτη. Kargi et al. βρέθηκε θυρεοειδούς μεταγραφή παράγοντας-1 (TTF-1) είναι ένας δείκτης σε ανοσοχρώση για ACA, ενώ η p63 και κερατίνες (CK) 5/6 είναι σήματα για SCC [12]. Επιπλέον, η μοριακή στοχευμένη θεραπεία έχει όλο και περισσότερο χρησιμοποιούνται σε NSCLC ως πολλά υποσχόμενη θεραπευτική στρατηγική τα τελευταία χρόνια. Αποδεικνύεται ότι ανώτερη αποτελεσματικότητα των αναστολέων κινάσης τυροσίνης (ΤΚΙδ) σε σύγκριση με την κλασική χημειοθεραπεία για ασθενείς με EGFR-μεταλλαγμένο όγκους [13]. Kwak et al. διερεύνησε επίσης ο αναστολέας μικρού μορίου της κινάσης της τυροσίνης ΑΙΚ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως η αποτελεσματική θεραπεία σε προχωρημένο ALK-θετικούς όγκους σε μια κλινική δοκιμή πρώιμης φάσης [14]. Ως εκ τούτου, είναι ουσιαστική για τον εντοπισμό γονιδίων που έχουν διακριτά χαρακτηριστικά της γενετικής στην ACA και SCC που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως προγνωστικός παράγοντας ή πιθανός στόχος για ιατρική θεραπεία.

Προηγούμενη ανάλυση έδειξε προσαρμογείς CNA είναι κοινά σε όλες σχεδόν τις καρκίνους του ανθρώπου [ ,,,0],15], [16]. Στο NSCLC, προσαρμογείς CNA αύξηση με την εξέλιξη της νόσου και προσαρμογείς CNA και οι δύο προς την θέση και λειτουργικά συγκεντρωμένα [17]. Επιπλέον, Giovanni Tonon el στο. βρέθηκαν παρά ξεχωριστή ιστοπαθολογική φαινοτύπων τους, ACA και SCC γονιδιωματικής προφίλ έδειξαν μια σχεδόν πλήρη επικάλυψη, με ένα μόνο σαφές SCC-αμπλικόνιο στο 3q26-29 [18].

Σε αυτή τη μελέτη, για να καταλάβουμε τα βασικά γονίδια διάκριση ACA και SCC από το άλλο, συγκρίνουμε τις γονιδιώματος σε επίπεδο αριθμού αντιγράφων αλλοιώσεις (προσαρμογείς CNA) τις μορφές των 208 πρώιμο στάδιο ACA και 93 δείγματα πρώιμο στάδιο SCC όγκου. Μέσω της επιλογής χαρακτηριστικών και των μεθόδων ανάλυσης, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου Μέγιστη Συνάφεια ελάχιστο πλεονασμό (mRMR) και η μέθοδος τμηματικής Δυνατότητα επιλογής (IFS), επιλέχθηκαν 266 βέλτιστη ανιχνευτές ΚΥΠΕ για τη διάκριση του ACA και SCC. Το μοντέλο ταξινόμησης χτίστηκε με Πλησιέστερα γείτονα Αλγόριθμος (ΝΝΑ). Ως αποτέλεσμα, ο ταξινομητής πέτυχε συνολικό MCC του 0,6616. Περαιτέρω ανάλυση για τα 266 που σχετίζονται ΚΥΠΕ γονιδίων έδειξε ότι ήταν στενά συνδεδεμένοι με τον καρκίνο του πνεύμονα.

Υλικά και Μέθοδοι

Σύνολο δεδομένων

Χρησιμοποιήσαμε τα δεδομένα αριθμό αντιγράφων αλλοιώσεις από μη -μικρό μελέτη για τον καρκίνο του πνεύμονα των Huang et al. [19]. Στη μελέτη τους, μια σειρά από 301 δείγματα όγκων snap-κατεψυγμένα από ασθενείς με NSCLC συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης ή βιοψία από το Massachusetts General Hospital (MGH), Boston, MA και το Εθνικό Ινστιτούτο Επαγγελματικής Υγείας, Όσλο, Νορβηγία. Η κλινική πληροφοριών αυτών 301 δείγματα δόθηκε στο S1 αρχείου. Ο αριθμός αντιγράφων των χαρακτηριστικών των 208 όγκων πρώιμο στάδιο αδενοκαρκινώματος (ACA) δείγματα και 93 όγκων πρώιμο στάδιο πλακώδες καρκίνωμα (SCC) ανακτήθηκαν από το NCBI Gene Expression Omnibus (GEO) με τον αριθμό προσχώρησης GSE34140. Το προφίλ αριθμός αντιγράφων λήφθηκαν χρησιμοποιώντας το χρησιμοποιώντας Affymetrix 250 K Nsp GeneChip. Μόνο 256.554 ανιχνευτές σε σωματικά χρωμοσώματα αναλύθηκαν. Οι ανιχνευτές SNP χαρτογραφήθηκαν με τα γονίδια REFSEQ με 2 επέκταση kb ανάντη και κατάντη με τη χρήση του προγράμματος περιήγησης UCSC γονιδίωμα. Μεταξύ των 256.554 ανιχνευτές σε σωματικά χρωμοσώματα, 104.256 ανιχνευτές αντιστοιχίζονται σε 11.700 γονίδια [19].

mRMR μέθοδο

Εμείς που χρησιμοποιούνται Μέγιστη Συνάφεια ελάχιστο πλεονασμό (mRMR) μέθοδος για να ταξινομήσει τη σημασία των ανιχνευτών [20]. μέθοδο mRMR θα μπορούσε να ταξινομήσει ανιχνευτές με βάση τόσο τη συνάφειά τους με την κατηγορία των δειγμάτων και την απόλυση μεταξύ των ανιχνευτών. Ένα μικρότερο δείκτη του ανιχνευτή δηλώνει ότι έχει μια καλύτερη trade-off μεταξύ μέγιστης σημασίας για την κατηγορία των δειγμάτων και ελάχιστο πλεονασμό.

Τόσο η καταλληλότητα και η απόλυση ήταν ποσοτικά με αμοιβαίας πληροφόρησης (ΜΙ), η οποία υπολογίζει πόσο ένα διάνυσμα έχει σχέση με ένα άλλο. Η εξίσωση MI ορίστηκε ως εξής: (1)

Στην εξίσωση (1), είναι φορείς, είναι κοινή πιθανολογική πυκνότητά τους, και και είναι το οριακό πιθανολογική πυκνότητες

Ας υποδηλώσει το. σύνολο καθετήρα, χαρακτηρίζει το ήδη επιλεγμένο σύνολο ανιχνευτών που περιέχουν

m

ανιχνευτές και δηλώνουν το να-να-επιλεγμένο σύνολο ανιχνευτών που περιέχουν

n

ανιχνευτές. Η συνάφεια μεταξύ ενός ανιχνευτή και της κατηγορίας των δείγμα μπορεί να υπολογιστεί από: (2)

Ο πλεονασμός μεταξύ ενός ανιχνευτή μέσα και όλους τους ανιχνευτές σε μπορεί να υπολογιστεί από: (3)

Για να πάρετε τον καθετήρα με μέγιστο ενδιαφέρον και ελάχιστο πλεονασμό, η λειτουργία mRMR συνδυάζει την εξίσωση (2) και την εξίσωση (3) και ορίζεται ως εξής: (4)

η βαθμολογία ανιχνευτής mRMR θα εκτελεστεί Ν γύρους, όταν δίνεται ένα ανιχνευτή που με n (n = m + n) ανιχνευτές. Μετά Ν γύρους εκτέλεσης, ένα σύνολο ανιχνευτών παράγεται: (5)

, ο δείκτης

h

δείχνει σε ποιο γύρο ότι έχει επιλεγεί ο ανιχνευτής. Όσο μικρότερος είναι ο δείκτης

h

είναι, όσο νωρίτερα η εξίσωση καθετήρα ικανοποιεί (4) και το καλύτερο ο καθετήρας είναι.

Πλησιέστερα αλγόριθμο γείτονα (ΝΝΑ)

Πλησιέστερα Γείτονας Αλγόριθμος (ΝΝΑ) [21], [22], το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στη βιοπληροφορική και υπολογιστική βιολογία [23], [24], [25], [26], [27], εκδόθηκε για την πρόβλεψη της τάξης των δειγμάτων. Το «εγγύτητα» υπολογίστηκε σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση (6), όπου και είναι δύο διανύσματα που αντιπροσωπεύουν δύο δείγματα, είναι τελεία προϊόν τους, και είναι moduluses τους. Όσο μικρότερη είναι η, οι περισσότερες παρόμοια τα δύο δείγματα είναι.

Για μια διαισθητική εικόνα για το πώς λειτουργεί ΝΝΑ, βλέπε σχήμα 5 της [28].

Jackknife Μέθοδος Cross-Validation

ο σουγιάς Cross-Validation Μέθοδος [23], [24], [29], [30] (που ονομάζεται επίσης η άδεια-one-out cross-επικύρωσης, LOOCV) χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση της απόδοσης ενός ταξινομητή. Σε Jackknife Cross-επικύρωσης μεθόδου, κάθε δείγμα εξετάζεται από το προγνωστικό δείκτη που έχει εκπαιδευτεί με όλα τα άλλα δείγματα. Ας TP δηλώνει αληθινή θετική. TN δηλώνει αληθινή αρνητική. FP δηλώνει ψευδώς θετικά και FN δηλώνει ψευδώς αρνητικά. Για την αξιολόγηση της απόδοσης των προγνωστικό μας, την ακρίβεια πρόβλεψης, ειδικότητα, ευαισθησία και MCC (συντελεστής συσχέτισης Matthews του) υπολογίστηκαν ως εξής: (7)

Αυξητική Δυνατότητα επιλογής (IFS)

Με βάση την οι κατετάγη ανιχνευτές βαθμολογηθεί από αξιολόγηση mRMR, χρησιμοποιήσαμε Αυξητική Δυνατότητα επιλογής (IFS) [31], [32], [33] για να καθοριστεί ο βέλτιστος αριθμός των ανιχνευτών. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας IFS, οι ανιχνευτές στο κατετάγη σύνολο ανιχνευτών πρόσθεσε ένα προς ένα από τα υψηλότερα σε χαμηλότερη κατάταξη. Ένα νέο σύνολο ανιχνευτής αποτελείται όταν προστίθεται ένας ανιχνευτής. Έτσι, Ν σετ καθετήρα θα αποτελείται δοθεί Ν κατετάγη ανιχνευτές. Το σετ ανιχνευτή i-th είναι το εξής: (8)

Για καθένα από τα σύνολα ανιχνευτή Ν, ένας προγνωστικός ΝΝΑ κατασκευάστηκε και δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας LOOCV. Με Ν ακρίβεια πρόβλεψης, τις ευαισθησίες, τις ιδιαιτερότητες και τα MCC υπολογίζονται, παίρνουμε ένα τραπέζι IFS με μία στήλη είναι ο δείκτης i και οι άλλες στήλες για να είναι η ακρίβεια πρόβλεψης, την ευαισθησία, την ειδικότητα και MCC. Το βέλτιστο σύνολο ανιχνευτών () είναι το ένα, χρησιμοποιώντας το οποίο ο προγνωστικός επιτυγχάνει την καλύτερη απόδοση πρόβλεψη.

ανάλυση Λειτουργική εμπλουτισμός των γονιδίων CNAs

Λειτουργική εργαλείο σχολιασμού των Συγκεντρώστε [34] χρησιμοποιήθηκε για KEGG μονοπάτι, GO και ανάλυση εμπλουτισμό περιοχή του χρωμοσώματος. Όλα τα γονίδια στο ανθρώπινο γονιδίωμα επιλέχθηκαν ως φόντο κατά την ανάλυση του εμπλουτισμού.

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η mRMR Αποτέλεσμα

Εισηγμένων στο S2 αρχείου είναι δύο ειδών των αποτελεσμάτων που λαμβάνεται με την εκτέλεση του λογισμικού mRMR: το ένα ονομάζεται η «MaxRel λίστα χαρακτηριστικό» που κατατάσσονται όλα τα ανιχνευτές ανάλογα με τη σημασία τους στην κατηγορία των δειγμάτων? το άλλο είναι η «mRMR λίστα χαρακτηριστικό» που κατατάσσονται οι ανιχνευτές σύμφωνα με τα κριτήρια της μέγιστης ενδιαφέρον και ελάχιστο πλεονασμό. Στη λίστα καθετήρα mRMR, όσο μικρότερος είναι ο δείκτης του ανιχνευτή ήταν, το πιο σημαντικό ο ανιχνευτής θα είναι για την διάκριση των δύο ειδών NSCLC. Κατά συνέπεια, ο κατάλογος χαρακτηριστικό mRMR θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να καθορίσει τη βέλτιστη λειτουργία που κατά τη διαδικασία IFS.

IFS και Τελική Βέλτιστη Feature Set

Με βάση αυτά τα δύο πίνακες, 1000 υποσύνολα χαρακτηριστικό κατασκευάστηκαν σύμφωνα να Eq.8. Μια ΝΝΑ προγνωστικός δείκτης διαμορφώθηκε για κάθε υποσύνολο και αξιολογήθηκε από LOOCV. Φαίνεται στο Σχήμα 1 είναι η καμπύλη IFS χαράσσεται με βάση τα δεδομένα σε S3 αρχείου. Ο άξονας x είναι ο αριθμός των ανιχνευτών που χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση, και η y-άξονα είναι οι τιμές MCC ταξινομητών αξιολογούνται από LOOCV. Η μέγιστη MCC ήταν 0,6616 όταν χρησιμοποιήθηκαν 266 ανιχνευτές. Με μια τέτοια ταξινομητή, η ευαισθησία πρόβλεψη, την ειδικότητα και την ακρίβεια ήταν 0,9567, 0,6452 και 0,8605, αντίστοιχα. Αυτά τα 266 ανιχνευτές θεωρήθηκαν ως οι βέλτιστες βιοδείκτες για τη διάκριση των δύο ειδών NSCLC. Οι πληροφορίες από αυτά τα 266 ανιχνευτές δόθηκαν σε S4 αρχείου. Φαίνεται στο Σχήμα 2 είναι ο θερμικός χάρτης με βάση αυτά τα 266 ανιχνευτές. Μπορεί να φανεί ότι τα περισσότερα από τα δείγματα 208 ACA και 93 δείγματα SCC μπορεί να διακριθεί.

Οι καμπύλες IFS καταρτίστηκαν με βάση τα δεδομένα του αρχείου S3. Το MCC φτάσει στην κορυφή, όταν ο αριθμός των ανιχνευτών ήταν 266. Οι 266 ανιχνευτές που λαμβάνονται έτσι χρησιμοποιούνται για να συνθέσουν το βέλτιστο σύνολο ανιχνευτών για τις διακρίσεις του αδενοκαρκινώματος (ACA) και το καρκίνωμα πλακωδών κυττάρων (SCC).

Η

τα δείγματα διατάσσονται κατά μήκος του άξονα Χ και ανιχνευτές κατά μήκος του άξονα Υ. Κάθε τετράγωνο αντιπροσωπεύει τον αριθμό αντιγράφων ενός δεδομένου ανιχνευτή σε ένα μεμονωμένο δείγμα. Το κόκκινο είναι αυξημένο αριθμό αντιγράφων και μπλε μειώνεται αριθμό αντιγράφων σε σχέση με την έννοια και το δείγμα με επίκεντρο τον αριθμό κλίμακας αντίγραφο σε όλα τα δείγματα. Αδενοκαρκίνωμα (ACA) και το καρκίνωμα πλακωδών κυττάρων (SCC) δείγματα παρουσιάζονται με πράσινο και μπλε, αντίστοιχα.

Η

KEGG και GO εμπλουτισμό αποτελέσματα των γονιδίων CNAs

Η ανάλυση KEGG οδός εμπλουτισμό της γονίδια CNAs ανέφεραν ότι εμπλουτίστηκαν σε Wnt σηματοδοτικό μονοπάτι, Focal προσκόλληση, την αλληλεπίδραση ECM-υποδοχέα και ούτω καθεξής (Πίνακας 1). Έχει αναφερθεί μονοπάτι σηματοδότησης Wnt ενεργοποιείται κατά τη διάρκεια της καρκινογένεσης του NSCLC [35], και η αναστολή της Wnt-2-διαμεσολαβούμενη σηματοδότηση θα μπορούσε να προκαλέσει μη μικρού κυττάρου καρκίνου του πνεύμονα κυττάρων απόπτωση [36]. Focal προσκόλληση και την αλληλεπίδραση ECM-υποδοχέα είναι οδούς στις βιολογικές διεργασίες αλληλεπιδράσεις των κυττάρων με εξωκυτταρική μήτρα (ECM), οι οποίες παίζουν κρίσιμους ρόλους στην κυτταρική κινητικότητα, τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων, τη διαφοροποίηση των κυττάρων, τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης και η επιβίωση των κυττάρων [37], [38 ]. Οι πρωτεΐνες από αυτά τα μονοπάτια είναι ρυθμισμένα προς τα πάνω σε NSCLCs [39], και να λαμβάνει μέρος στην ενεργοποίηση της τοπικής εισβολής και μακρινή μετάσταση των καρκινικών κυττάρων [40]. Ως αποτέλεσμα του εμπλουτισμού οδού KEGG, το αποτέλεσμα εμπλουτισμό GO αυτών των γονιδίων CNAs δείχνει επίσης τον εμπλουτισμό των όρων της προσκόλλησης κυττάρου και ενδοκυτταρική καταρράκτη σηματοδότησης. Το αποτέλεσμα εμπλουτισμός GO αυτών των γονιδίων CNAs εισήχθησαν στο S5 αρχείου.

Η

αποτέλεσμα χρωμοσωμάτων εμπλουτισμό περιοχή των γονιδίων CNAs

Έχει αναφερθεί αύξηση του αριθμού αντιγράφων στην περιοχή 3q26 [18], [ ,,,0],41], καθώς και στην περιοχή 8p12 [42] φαίνεται να είναι πιο συχνή σε πλακώδη ιστολογία σε σύγκριση με το αδενοκαρκίνωμα. Η ανάλυση του αποτελέσματος μας δείχνει ότι η συμπερίληψη αυτών των δύο περιοχών, αριθμός αντιγράφων μεταβολές των 2q34, 10p15, 18q11, 8ρ23, 3ρ21, 3q27, 22q12, Xq13, 2q36, 10p11, 10p12 έχουν επίσης τη σημασία των διακρίσεων μεταξύ των SCC και ACA, και άξιζε περαιτέρω έρευνες σε αυτά (Πίνακας 2).

Η

προσαρμογείς CNA γονίδια που εντοπίζονται στην παρούσα μελέτη

σε αυτή τη μελέτη, εντοπίσαμε αρκετά υποψήφια γονίδια που αντιστοιχούν σε 266 CNAs ανιχνευτές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διάκριση δύο είδη NSCLC. 50 από αυτά έχει επίσης μια σημαντική συσχέτιση με το Κάπνισμα Pack ετών, συμπεριλαμβανομένων TP63, SOX2 και PPP2R2B (βλ S4 αρχείου). Με τη λογοτεχνία ανάκτηση της λειτουργίας των γονιδίων και σύγκριση σημασία από p-value, εστιάσαμε στις 8 γονίδια τα οποία πιθανότατα σχετίζεται με τη διάκριση ACA και SCC από το άλλο. Μεταξύ αυτών, TP63 έχει αναφερθεί ως βιοδείκτη για τη διάκριση μεταξύ SCC και ACA, και είναι εισηγμένη στο top αποτέλεσμα μας. Μερικά από άλλα γονίδια έχουν αναφερθεί ότι έχουν διαφορετικό επίπεδο γονιδιακής έκφρασης σε ACA και SCC ή σε ασθενείς με διακριτή συνήθειες καπνίσματος. Σε συμφωνία με την KEGG και GO εμπλουτισμού αποτέλεσμα, PPP2R2B είναι ένα γονίδιο στο Wnt σηματοδοτικό μονοπάτι, ενώ ITGA9 παίρνει ένα μέρος στην εστιακή προσκόλληση και την αλληλεπίδραση ECM-υποδοχέα. Όλα τα παραπάνω δείχνει ότι το αποτέλεσμά μας είναι βιολογικά σημαντική και οι 8 γονίδια μπορεί να είναι υποψήφιος βιοδείκτες για τη διάκριση ACA και SCC από την άλλη και άξιζε περαιτέρω μελέτες πάνω τους. Παρακάτω, θα συζητήσουμε εν συντομία τις σχέσεις τους με NSCLC.

TP63 (πρωτεΐνη όγκου 63) είναι εισηγμένη κορυφή ενός στο βέλτιστο καθετήρα που με την αλλαγή φορές ΚΥΠΕ των 0,7827 σύγκριση ACA με SCC. Είναι ένα ογκοκατασταλτικό ρ53 ομόλογο και απαραίτητη για την εξαρτώμενη από ρ53 απόπτωση σε απόκριση σε βλάβη του DNA [43]. Mi Jin Kim et al. βρέθηκε Ρ63 είναι ένα χρήσιμο ανοσοϊστοχημική πίνακα στη διαφοροποίηση ACA από SCC του πνεύμονα με το θετικό ποσοστό 91% των SCC και 9% των ACA στις σπουδές τους [44]. Η θέση του χρωμοσώματος του TP63 είναι 3q27-29. Ως εκ τούτου, αποτέλεσμα μας είναι να συμπέσει με την πρώην έρευνες και TP63 μπορεί να διαδραματίσει καίριο ρόλο στη διάκριση ACA και SCC από το άλλο.

EphA4 (εφρίνης τύπου Α υποδοχέας 4) σχετίζεται με την τέταρτη στήλη στην βέλτιστη καθετήρα μας που με μια αλλαγή CNA φορές από 1,0846 σύγκριση ACA με SCC, και είναι μέλος της οικογένειας υποδοχέα Eph, ο μεγαλύτερος υποδοχέα τυροσίνης οικογένειας κινάσης διαμεμβρανικών πρωτεϊνών με τους συνδέτες τους, τα εφρινών, που επηρεάζουν την ανάπτυξη, τη μετανάστευση και την εισβολή των καρκινικών κυττάρων σε καλλιέργειας καθώς επίσης και την ανάπτυξη του όγκου, διεισδυτικότητα, αγγειογένεση και μετάσταση in vivo [45]. Γιούνια Fukai et al. βρέθηκε EphA4 προάγει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση μέσα από ένα νέο μονοπάτι σηματοδότησης EphA4-FGFR1 στο γλοιώματος U251 κυτταρική σειρά ανθρώπινου [46]. Ένα από τα Eph υποδοχέων EphA2 αναφέρεται υπερέκφραση σε καπνιστές και προβλέπει κακή επιβίωση σε μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα [47]. Μια μετάλλαξη σε EphA2 (G391R) ταυτοποιήθηκε σε δύο από 28 πλακώδους καρκίνων του πνεύμονα (7%), αλλά όχι σε οποιαδήποτε αδενοκαρκινώματα ή καρκινώματα μεγάλου πνεύμονα [48]. Όλα αυτά δείχνουν ότι EphA4 μπορεί να είναι ένα υποψήφιο βιοδείκτη για τη διάκριση ACA και SCC από την άλλη και άξιζε περαιτέρω μελέτες σχετικά με αυτό.

PPP2R2B (σερίνη /θρεονίνη-πρωτεϊνική φωσφατάση 2Α 55 kDa ρυθμιστική υπομονάδα Β βήτα ισομορφή) είναι συναφή στην πέμπτη στήλη στην βέλτιστη ανιχνευτή μας που με την αλλαγή φορές ΚΥΠΕ των 1,0781 σύγκριση ACA με SCC. Είναι η ρυθμιστική υπομονάδα Β βήτα ισομορφή της ΡΡ2Α, και εμπλέκεται στον αρνητικό έλεγχο της κυτταρικής ανάπτυξης και διαίρεσης [49]. Πρόσφατα γονιδίωμα-ευρεία μελέτη σύνδεσης (GWAS) από καρκίνο του πνεύμονα στην κινεζική πληθυσμό αποκάλυψε ότι το χρωμόσωμα 5q32 (rs2895680 στο PPP2R2B-STK32A-DPYSL3, P = 6,60 × 10-9) ήταν πνεύμονα ευαισθησία του καρκίνου τόπους και αλληλεπιδρά με τη δόση του καπνίσματος [50] . Καθώς και PPP2R2B είναι στην κορυφή του αποτελέσματος μας, η εισφορά αυτού στην NSCLC είναι άξιος να διευκρινιστεί περαιτέρω.

ITGA9 (ιντεγκρίνη α-9) σχετίζεται με την δωδέκατη καθετήρα στο βέλτιστο σύνολο ανιχνευτών μας με μια αλλαγή φορές CNA από 1,1034 σύγκριση ACA με SCC, η οποία ανήκει στην οικογένεια ιντεγκρίνης και εκφράζεται σε ένα ευρύ φάσμα κυτταρικών τύπων. Αλληλεπιδρά με πολλές συνδέτες για παράδειγμα φιμπρονεκτίνη, τενασκίνη-C και Adam-12, και λαμβάνει μέρος σε πολλές διεργασίες όπως προσκόλληση κυττάρου, μετανάστευση, την ανάπτυξη των πνευμόνων, του λεμφικού και ανάπτυξη φλεβικών βαλβίδων, και στην επούλωση πληγών [51]. ITGA9 έχει βρεθεί κάτω έκφραση σε NSCLC [52], και επιδεικνύουν έντονη δραστηριότητα αναστολής της κυτταρικής ανάπτυξης [53]. Η στατιστική ανάλυση των Alexey ένα. Dmitriev et al. πρότεινε ότι το επίπεδο μεθυλίωσης /διαγραφή ITGA9 έχει σημαντικές αλλαγές σε ACA και SCC [53]. Η ανάλυσή μας παρουσίασε ο αριθμός αντιγράφων γονιδίου της ITGA9 είναι ανόμοια σε NSCLC υποτύπους, υπονοώντας ITGA9 ως υποψήφιος μοριακής να διακρίνει μεταξύ SCC και ACA.

SOX2 (περιοχή Sex-προσδιορισμό Υ-Πλαίσιο 2) σχετίζεται με το δέκατο ένατο καθετήρα σε άριστη ανιχνευτή μας, που με την αλλαγή φορές ΚΥΠΕ των 0,7790 σύγκριση ACA με SCC, και έχει αναφερθεί ότι εκφράζονται διαφορικά μεταξύ ACA και SCC. Βρίσκεται στο χρωμόσωμα 3q26 και ενίσχυση υψηλού επιπέδου SOX2 έχουν αναφερθεί σε περίπου 20% του πνεύμονα πλακωδών κυττάρων καρκινώματα [54], [55]. SOX2 είναι ένας παράγοντας μεταγραφής που ελέγχει την έκφραση ενός αριθμού γονιδίων που εμπλέκονται στην εμβρυϊκή ανάπτυξη και κρατά νευρικά κύτταρα αδιαφοροποίητα [56]. Καταστολή της SOX2 σε ενισχυμένα κύτταρα SOX2 έχει μεγαλύτερη αντιπολλαπλασιαστική αποτελέσματα σε σύγκριση με άλλα γονίδια για 3q26.33 συμπεριλαμβανομένων PIK3CA και TP63.

FHIT (εύθραυστα τριάδας ιστιδίνης) σχετίζεται με την τριακοστή τρίτη στήλη στην βέλτιστη ανιχνευτή μας που με μια αλλαγή CNA φορές από 1,1110 σύγκριση ACA με SCC, και συμπεριφέρεται in vitro ως ένα τυπικό diadenosine τριφωσφορική υδρολάση διάσπαση A-5′-ΡΡΡ-5Ά να δώσει ΑΜΡ και ADP [57], αλλά λίγα είναι γνωστά για φυσιολογική λειτουργία του. Θεωρείται ως καταστολέας όγκων σε πολλούς ανθρώπινους καρκίνους και αποκατάστασή του σε Fhit-αρνητικά καρκινικές κυτταρικές σειρές καταστέλλει ογκογονικότητα και επάγει την απόπτωση [58]. Jennifer Ε Tseng el στο. διαπίστωσε ότι η συχνότητα της απώλειας της έκφρασης FHIT σχετίζονται με τη συνήθεια του καπνίσματος στο Στάδιο Ι μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα [59]. Στις μελέτες της Gemma Τολέδο et al. έκφραση FHIT είχε σχέση με την ιστολογία του όγκου: 52, 54 (96,3%) SCC και 20 του 44 (45,5%) ACA ήταν αρνητικά για FHIT (P & lt? 0.0001) [60]. Όπως SCC συσχετίζεται στενά με την ιστορία του καπνίσματος [6], και τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο αριθμός αντιγράφων των FHIT είναι σημαντικά χαμηλότερο σε SCC, FHIT μπορεί να είναι μια πιθανή βιοδείκτη για NSCLC διάγνωση και θα ήταν μια πιθανή ιατρική στόχος για τη θεραπεία του καρκίνου.

RBBP8 (πρωτεΐνη πρόσδεσης ρετινοβλάστωμα 8) είναι ένα πανταχού εκφραζόμενη πυρηνική πρωτεΐνη η οποία δεσμεύει την ογκοκατασταλτικό πρωτεΐνες RB [61] και CtBP [62]. Είναι επίσης αλληλεπιδρά με BRCA1 [63] και θεωρείται ότι ρυθμίζει τις λειτουργίες του BRCA1 στην μεταγραφική ρύθμιση, επισκευή βλάβης του DNA, και G2 /M ελέγχου σημείου ελέγχου κύκλου κυττάρου [64], [65]. RBBP8 απαιτείται για DNA εκτομή διπλό σκέλος διάλειμμα (ΟΕΔ), και ως εκ τούτου για την πρόσληψη της πρωτεΐνης κινάσης ATR και της πρωτεΐνης αντιγραφής Α έως ϋδΒδ, και προωθεί την ενεργοποίηση του ATR και ομόλογο ανασυνδυασμό [66]. Έχει αναφερθεί ότι τα συστατικά επιδιόρθωσης DNA ήταν σημαντικά πάνω ρυθμισμένα συμπεριλαμβανομένων ρετινοβλάστωμα πρωτεΐνη δέσμευσης 8 (RBBP8), στον πνεύμονα SCC σε σύγκριση με φυσιολογικό ιστό πνεύμονα, αλλά τέτοια πάνω ρύθμιση δεν βρέθηκε σε πνεύμονα ACA [67]. Ως ουσιαστικό μοριακού στον έλεγχο του κυτταρικού κύκλου διαδικασίας της κυτταρικής επιδιόρθωσης βλαβών του DNA και, RBBP8 έχει τη δυνατότητα να είναι ένας στόχος βιοδεικτών και θεραπεία για NSCLC και ο μηχανισμός των διακριτών προφίλ έκφρασης του στην SCC και ACA αξίζει περαιτέρω μελέτης.

GPC5 (γλυπικάνη-5) είναι ένα μέλος της οικογένειας γλυπικάνης γονίδιο, το οποίο είναι μια οικογένεια ηπαράνης πρωτεογλυκανών θειικής που συνδέονται με την exocytoplasmic επιφάνεια της μεμβράνης πλάσματος μέσω γλυκοζύλ φωσφατιδυλινοσιτόλη [68]. Το επίπεδο έκφρασης του GPC5 ήταν σημαντικά χαμηλότερη σε πνευμονικό αδενοκαρκίνωμα ιστό σε σχέση με το φυσιολογικό συμφωνημένα πνευμονικό ιστό σε μη καπνιστές [69]. Yang et al. Βρέθηκε αποθανόντος έκφραση GPC5 συσχετίζεται με μειωμένη επιβίωση σε ACA, αλλά όχι σε SCC [70]. Όλα αυτά δείχνουν ότι GPC5 μπορεί να είναι μια πιθανή ογκοκατασταλτικό γονίδιο σε NSCLC, και ένας υποψήφιος βιο-δείκτης για την διάκριση μεταξύ των SCC και ACA.

Συμπέρασμα

Σε αυτή τη μελέτη, κατασκευάσαμε ένα ταξινομητή που βασίζεται σχετικά με τον αριθμό αντιγράφων αλλοιώσεις (ΚΥΠΕ) να διακριθούν δύο υποομάδες των NSCLC. Ως αποτέλεσμα, επιλέχθηκαν 266 CNA ανιχνευτές όπως τα καλύτερα διευκρινιστές. Η ανάλυση των γονιδίων που αντιστοιχούν σε αυτά τα 266 ΚΥΠΕ ανιχνευτές δείχνουν ότι ήταν εμπλουτισμένο σε πνεύμονα σχετίζονται με τον καρκίνο μονοπάτια και εμπλουτισμένο σε περιοχές του χρωμοσώματος όπου ΚΥΠΕ συνήθως συμβαίνουν στον καρκίνο του πνεύμονα. Μερικά από αυτά τα γονίδια, όπως TP63, SOX2, EphA4, PPP2R2B, ITGA9, FHIT, RBBP8 και GPC5 είναι στενά συνδεδεμένα με καρκίνο του πνεύμονα και αυτά τα υποψήφια γονίδια μπορεί να παρέχει ενδείξεις για περαιτέρω έρευνα και να πειραματιστούν επικύρωση.

Υποστήριξη Πληροφοριών

S1 αρχείου.

κλινικές πληροφορίες του αδενοκαρκινώματος (ACA) και το καρκίνωμα πλακωδών κυττάρων (SCC) δείγματα

doi:. 10.1371 /journal.pone.0088300.s001

(DOCX)

αρχείου S2.

mRMR αποτέλεσμα για την ταξινόμηση. Αυτό το αρχείο περιέχει δύο φύλλα. Ο πρώτος είναι ο πίνακας χαρακτηριστικό MaxRel, η οποία κατατάσσεται στην κορυφή 1000 ανιχνευτές σύμφωνα με την συνάφεια μεταξύ των χαρακτηριστικών και της τάξης των δειγμάτων. Το δεύτερο είναι ο πίνακας χαρακτηριστικό mRMR, η οποία κατετάγη αυτά τα 1000 ανιχνευτές σύμφωνα με τα κριτήρια απόλυσης και ενδιαφέρον

doi:. 10.1371 /journal.pone.0088300.s002

(XLSX)

αρχείου S3.

Η ευαισθησία (Sn), ειδικότητας (Sp), η ακρίβεια (Ac), Matthews συντελεστής συσχέτισης (MCC) του κάθε εκτέλεση του IFS για την ταξινόμηση

doi:. 10.1371 /journal.pone.0088300.s003

(XLSX)

S4 αρχείου.

Ο σχολιασμός των 266 επιλεγμένων ανιχνευτές

doi:. 10.1371 /journal.pone.0088300.s004

(XLSX)

αρχείου S5.

Το αποτέλεσμα εμπλουτισμό GO γονιδίων CNAs

doi:. 10.1371 /journal.pone.0088300.s005

(XLSX)

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς επιθυμούν να ευχαριστήσω το editor για τη λήψη του χρόνου για να επεξεργαστείτε αυτό το χαρτί. Οι συγγραφείς θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τους δύο κριτές για τις εποικοδομητικές παρατηρήσεις τους, η οποία ήταν πολύ χρήσιμη για την ενίσχυση της παρουσίασης της μελέτης αυτής.