Abstract

Μια υπογραφή γονιδιακή έκφραση στάδιο σχετιζόμενη του συντονισμένα εκφραζόμενα γονίδια, συμπεριλαμβανομένου του Slug παράγοντα μεταγραφής (SNAI2) και άλλα επιθηλιακά-μεσεγχυματικά μετάβαση (ΕΜΤ) δείκτες έχει βρεθεί παρούσα σε δείγματα από διαθέσιμες στο κοινό γονίδιο σύνολα δεδομένων έκφραση σε πολλαπλούς τύπους καρκίνου, συμπεριλαμβανομένων μη επιθηλιακά καρκίνων. Τα επίπεδα έκφρασης των συν-εκφρασμένα γονίδια ποικίλουν σε συνεχή και συντονίζει τρόπο σε δείγματα, που κυμαίνονται από απουσία έκφρασης σε ισχυρό συν-έκφραση όλων των γονιδίων. Αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι τα κύτταρα όγκου μπορεί να περάσει μέσα από ένα ΕΜΤ-σαν διαδικασία των μεσεγχυματικών μετάβασης σε διάφορους βαθμούς. Εδώ μπορούμε να δείξουμε ότι, σε πολύμορφο γλοιοβλάστωμα (GBM), η υπογραφή συσχετίζεται με τον χρόνο επανεμφάνισης μετά την αρχική θεραπεία. Με την ανάλυση των δεδομένων από τον καρκίνο Genome Atlas (TCGA), βρήκαμε ότι οι ασθενείς GBM που ανταποκρίθηκαν στη θεραπεία και είχαν πολύ καιρό να υποτροπή είχαν χαμηλά επίπεδα της υπογραφής σε δείγματα όγκων τους (

P

= 3 × 10

-7). Βρήκαμε επίσης ότι η υπογραφή συσχετίζεται έντονα με γλοιώματα με την πιθανολογούμενη CD44 δείκτη βλαστικών κυττάρων, και είναι πολύ εμπλουτισμένο μεταξύ των διαφορικά εκφραζόμενων γονιδίων σε γλοιοβλαστώματα εναντίον χαμηλότερη γλοιώματα βαθμού. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η μεγάλη καθυστέρηση πριν από την επανεμφάνιση του όγκου συνδέεται με την απουσία του μεσεγχυματικών μετάβασης υπογραφή, αυξάνοντας την πιθανότητα ότι η αναστολή αυτής της μετάβασης θα μπορούσε να βελτιώσει την αντοχή της θεραπείας σε ασθενείς με γλοίωμα

Παράθεση:. Cheng WY, Kandel JJ, Yamashiro DJ, Canoll P, Αναστασίου Α (2012) A Multi-Cancer μεσεγχυματικά μετάβαση Gene Expression Υπογραφή συνδέεται με παρατεταμένο χρόνο μέχρι την υποτροπή σε γλοιοβλάστωμα. PLoS ONE 7 (4): e34705. doi: 10.1371 /journal.pone.0034705

Επιμέλεια: Jeffrey K. Harrison, το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 2 Δεκεμβρίου 2011? Αποδεκτές: 6 Μάρτη του 2012? Δημοσιεύθηκε: 6 του Απρίλη, 2012

Copyright: © 2012 Cheng 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:. Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από τα έσοδα των δικαιωμάτων ευρεσιτεχνίας εφευρέτη του Πανεπιστημίου Κολούμπια. Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας είναι άσχετη με την έρευνα που περιγράφεται στο έγγραφο. 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

ένα στάδιο που σχετίζεται με την υπογραφή της γονιδιακής έκφρασης πολλαπλών καρκίνος έχει πρόσφατα ταυτοποιηθεί [1], που αποτελείται από ένα σύνολο των γονιδίων που είναι συντονισμένα υπερεκφράζεται μόνο σε δείγματα καρκίνου που έχουν υπερβεί ένα συγκεκριμένο στάδιο ειδικά για κάθε τύπο καρκίνου . Ο Πίνακας 1 περιέχει μια λίστα με τα 64 γονίδια που αντιστοιχούν στα 100 κορυφαία σύνολα καθετήρα (όπως παρουσιάζεται στο [1]) της υπογραφής. Η υπογραφή περιέχει πολυάριθμες επιθηλιακά-μεσεγχυματικά μετάβαση (ΕΜΤ) δείκτες [2], [3], [4], όπως τον παράγοντα μεταγραφής ΕΜΤ επαγωγής Slug (SNAI2), καθώς και COL5A2, FAP, POSTN, ΟΟΙ_1Α2, COL3A1, FBN1, TNFAIP6, ΜΜΡ2, GREM1, BGN, CDH11, SPOCK1, DCN, COPZ2, thy1, PCOLCE, PRRX1, PDGFRB, SPARC, INHBA, COL6A2, FN1, ACTA2. Ωστόσο, η υπογραφή είναι επίσης παρούσα, ακόμη και σε ορισμένες μη επιθηλιακά καρκίνων, όπως νευροβλάστωμα και σάρκωμα Ewing. Σε κάθε σύνολο δεδομένων, το επίπεδο έκφρασης των συν-εκφρασμένων γονιδίων μεταβάλλεται κατά συνεχή τρόπο μεταξύ των δειγμάτων. Σε μια πρόσφατη πείραμα επιβεβαίωσε επίσης ότι τα περισσότερα από τα γονίδια της υπογραφής, συμπεριλαμβανομένων α-SMA, εκφράζονται σε ορισμένες ξενομόσχευμα ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα οι ίδιοι

in vivo

, αλλά όχι στα κύτταρα ποντικού ξενιστή [5]. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να περάσουν μέσα από μια διαδικασία μεσεγχυματικά μετάβασης σε διάφορους βαθμούς που κυμαίνονται από πλήρη έλλειψη έκφρασης σε ισχυρό συν-έκφραση των γονιδίων της υπογραφής, και ως εκ τούτου οι αντίστοιχες υποκείμενες οδούς ενεργοποιείται εντός των καρκινικών κυττάρων, σε συνδυασμό με άλλες οδούς στο μικροπεριβάλλον του όγκου παρέχοντας συμφραζόμενα αλληλεπιδράσεις.

η

το μέσο επίπεδο έκφρασης αυτών των γονιδίων 64 μπορεί να θεωρηθεί ως το επίπεδο έκφρασης ενός metagene αντιπροσωπεύει την υπογραφή, στην οποία αναφερόμαστε ως «μεσεγχυματικά μετάβαση metagene. «Υποθέσαμε ότι η τιμή αυτή συνδέεται με κλινικά δεδομένα στο πολύμορφο γλοιοβλάστωμα (GBM), για τα οποία υπάρχει πλούσια τέτοια δεδομένα διαθέσιμα στο The Cancer Genome Atlas (TCGA). Βρήκαμε ότι υπήρχε πράγματι ισχυρή συσχέτιση της metagene με το φαινότυπο «Ημέρες για Tumor Υποτροπή», που ορίζεται ως το χρονικό διάστημα από την αρχική θεραπεία μέχρι την ημερομηνία της διάγνωσης ή την αναγνώριση της παρουσίας και της φύσης της επιστροφής των σημείων και συμπτωμάτων της καρκίνος μετά από μία περίοδο βελτίωσης. Οι ασθενείς που δεν παρουσίασαν βελτίωση μετά από θεραπεία έχουν «μηδενική» εισόδου στο αντίστοιχο πεδίο.

Μέθοδοι

Για τη στατιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκε το βαθμό άθροισμα των ασθενών με μεγάλο χρονικό διάστημα για να υποτροπή μετά την κατάταξη οι ασθενείς από την άποψη των μεσεγχυματικών μετάβαση metagene. Για την αξιολόγηση της στατιστικής σημαντικότητας, υπολογίσαμε το

P

αξία από τον ορισμό της, χρησιμοποιώντας εμπειρική συνάρτηση κατανομής. Επιπλέον, πραγματοποιήσαμε Cox παλινδρόμησης μεταξύ ημέρας για επανεμφάνιση του όγκου και το επίπεδο έκφρασης της υπογραφής.

Πραγματοποιήσαμε επίσης πολυμεταβλητή παλινδρόμηση Cox επί ημέρες σε επανεμφάνιση του όγκου, χρησιμοποιώντας τόσο τις τιμές έκφρασης του μεσεγχυματικών μετάβαση metagene και ο τέσσερις υπότυποι γλοιοβλάστωμα ως συμπαράγοντες.

Αποτελέσματα

το σχήμα 1 δείχνει ένα διάγραμμα διασποράς στο οποίο κάθε ένα από τα 99 δείγματα για τα οποία οι «Ημέρες για Tumor Επανεμφάνιση» φαινότυπος έχει μια είσοδο μη μηδενική εκπροσωπείται από μια τελεία που δείχνει το επίπεδο έκφρασης του μεσεγχυματικών μετάβαση metagene και τον αριθμό των ημερών μέχρι την υποτροπή του όγκου. Η εικόνα αποκαλύπτει ότι, στο πλαίσιο της ομάδας των ασθενών που εμφάνισαν βελτίωση μετά από θεραπεία, οι οκτώ ασθενείς των οποίων οι όγκοι επανεμφανίστηκαν περισσότερο από τρία χρόνια μετά τη θεραπεία έχουν πολύ χαμηλές τιμές της έκφρασης του metagene. Το Σχήμα 2 δείχνει ένα χάρτη θερμότητας των 64 γονιδίων, όπου τα δείγματα κατατάσσονται όσον αφορά την έκφραση του metagene και τους οκτώ ασθενείς για τους οποίους χρόνο επανεμφάνισης ήταν περισσότερα από τρία χρόνια επισημαίνονται με πράσινο. Το άθροισμα κατάταξη για αυτούς τους οκτώ ασθενείς είναι 1 + 2 + 6 + 7 + 9 + 11 + 16 + 18 = 70. Το άθροισμα κατάταξη είναι ιδιαίτερα κατάλληλη ως μέτρο της συγκεκριμένης παρατηρούμενη πτυχή της σύνδεσης των «Ημέρες για Tumor υποτροπή «φαινότυπος με την έκφραση ενός γονιδίου, στο οποίο απαιτείται η απουσία έκφρασης του γονιδίου για εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα για υποτροπή. Η πιθανότητα του αθροίσματος κατάταξης είναι ≤70 οφείλεται σε καθαρή τύχη υπολογίζεται ως η σχετική συχνότητα αυτών των περιστατικών μετά από τυχαία μετάθεση των φαινοτύπων δέκα εκατομμύρια φορές και εκ νέου υπολογισμό του ποσού τάξη, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι

P

= 3 × 10

-7, που είναι και η πιθανότητα εύρεσης ότι το άθροισμα των οκτώ διάλεξε τυχαία διακριτή αριθμούς μεταξύ 1 και 99 είναι μικρότερη ή ίση με 70.

Κάθε κουκίδα στο διάγραμμα διασποράς αποτελεί ένα από τα 99 ασθενείς για τους οποίους οι «Ημέρες για Tumor Επανεμφάνιση» φαινότυπος έχει μια είσοδο μη μηδενική. Ο οριζόντιος άξονας μετρά τον μέσο όρο των RMA-κανονικοποιημένα επίπεδα έκφρασης των γονιδίων 64 φαίνονται στον Πίνακα 1. Η κατακόρυφη μέτρα άξονα τις ημέρες σε επανεμφάνιση του όγκου και την οριζόντια διακεκομμένη γραμμή σύρεται στο σημείο αποκοπής 3 ετών.

τα 99 δείγματα κατατάσσονται ως προς το μέσο επίπεδο έκφρασης των γονιδίων φαίνονται στον πίνακα 1. τα οκτώ ασθενείς για τους οποίους η ώρα να υποτροπής ήταν τονίζονται περισσότερο από τρία χρόνια στο πράσινο στο 1

ου, 2

ου, 6

ου, 7

ου, 9

ου, 11

ου, 16

ου, και 18

ης θέσης, με αποτέλεσμα την κατάταξη ποσό των 70 .

η

Εμείς χωρίζονται επίσης το σύνολο των 545 δειγμάτων του όγκου σε δύο ομάδες ίσου μεγέθους, που περιέχουν υψηλά έναντι χαμηλών επιπέδων των μεσεγχυματικών μετάβασης metagene. Εντός των 99 δειγμάτων που περιέχουν ένα «Ημέρες για Tumor Υποτροπή» πεδίο, υπήρχαν 48 «χαμηλού επιπέδου» και 51 δείγματα «υψηλό επίπεδο». Πραγματοποιήσαμε Cox παλινδρόμησης μεταξύ ημέρας για επανεμφάνιση του όγκου και το επίπεδο έκφρασης της υπογραφής. Το Σχήμα 3 περιέχει τις αντίστοιχες καμπύλες επιβίωσης Kaplan-Meier αποτέλεσμα ένα καθαρά συνδυασμό με στατιστική σημασία του Ρ = 0,0054 χρησιμοποιώντας ένα τεστ chi-τετράγωνο.

Τα δείγματα όγκου 545 κατανεμήθηκαν σε δύο ομάδες ίσου μεγέθους ανάλογα με τα επίπεδα των μεσεγχυματικών μετάβασης metagene. Παρουσιάζονται οι καμπύλες Kaplan-Meier για τα αντίστοιχα δείγματα με καταχωρήσεις στο «Ημέρες για Tumor Υποτροπή» πεδίο.

Η

Στη συνέχεια, χρησιμοποίησε το ποσό κατάταξη μετρικό να εντοπίσει το οποίο, μεταξύ των ατομικών 64 γονίδια του πίνακα 1 καθορίζοντας το metagene έχει την καλύτερη βαθμολογία, αναμένοντας ότι κάποιοι από αυτούς θα έχουν άθροισμα βαθμό χαμηλότερο από 70. Αξίζει να σημειωθεί ότι, η καλύτερη γονίδιο σκορ ήταν COL5A1 με άθροισμα βαθμό ίσο προς 78 που ακολουθείται από COL6A2 με ποσό ίσο με βαθμό 82. με άλλα λόγια, η βαθμολογία του metagene είναι σημαντικά καλύτερη από εκείνη οποιουδήποτε των μεμονωμένων γονιδίων συστατικό του. Ακόμη πιο εντυπωσιακά, αφού κάνει εξαντλητική αναζήτηση μεταξύ όλων 12.042 γονίδια, η κορυφαία γονίδιο (EFEMP2) είχε κατάταξη ποσό ίσο με το 75, ακόμη χειρότερα από ό, τι εκείνη (70) του metagene. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η υπογραφή που προσδιορίζονται στο [1] περιλαμβάνει ένα συνεργιστικό συλλογή γονιδίων που αντιστοιχούν σε ένα βιολογικό μηχανισμό μεσεγχυματικών μετάβασης, η οποία, όταν απουσιάζει, σχετίζεται με αυξημένη χρονική περίοδο μέχρι την υποτροπή του όγκου σε GBM.

Πίνακας 2 δείχνει μια λίστα των top 30 μεμονωμένα γονίδια από την άποψη του βαθμού άθροισμά τους για τις «Ημέρες για Tumor Υποτροπή» φαινότυπο. Εννέα από αυτά τα 30 γονίδια, φαίνεται στον Πίνακα 2, είναι μεταξύ των 64 γονιδίων του Πίνακα 1, αποδεικνύοντας την ισχυρή εμπλουτισμού (

P

= 3 × 10

-14) των δεικτών EMT σε αυτήν την αμερόληπτη συλλογή των γονιδίων που σχετίζονται με τον φαινότυπο.

η

Αν και όλες οι υποθέσεις στη δέσμη στοιχείων TCGA έχουν διαγνωσθεί ως γλοιοβλάστωμα, η καθυστερημένη επανεμφάνιση σε αυτές τις οκτώ περιπτώσεις είναι περισσότερο ένα χαρακτηριστικό του κάτω γλοιώματα βαθμού. Συνεπώς, διερευνήσαμε αν χαμηλότερες γλοιώματα βαθμού χαρακτηρίζονται επίσης από τα χαμηλότερα επίπεδα της υπογραφής από την ανάλυση του NCI Repository Μοριακής Brain Νεοπλασία δεδομένων (Rembrandt) σύνολο δεδομένων, η οποία περιελάμβανε την γονιδιακή έκφραση τόσο από γλοιοβλάστωμα, καθώς και διάφορα είδη κατώτερου γλοιώματα βαθμού. Ο Πίνακας 3 δείχνει ότι, πράγματι, υπάρχει ισχυρή εμπλουτισμού (επτά από τα 64 γονίδια στον Πίνακα 1 είναι από τα κορυφαία 30 διαφορικά εκφραζόμενα γονίδια,

P

= 10

-13). Επιπλέον, βρήκαμε ισχυρή συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων έκφρασης του metagene και την καρκινικά βλαστικά CD44 δείκτη κυττάρων (

P

= 5 × 10

-56 βασίζεται στην τοποθέτηση Pearson συσχέτιση με t-κατανομή). Το Σχήμα 4 δείχνει το αντίστοιχο διάγραμμα διασποράς. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι υψηλά επίπεδα του CD44 που εκφράζεται σε καρκινικά βλαστικά κύτταρα που απομονώνονται από αρκετούς διαφορετικούς τύπους όγκων [6], αν και αυτή η έννοια είναι ακόμη σε εξέλιξη, και CD44 εκφράζεται επίσης σε μια ποικιλία άλλων κυτταρικών τύπων. CD44 έχει βρεθεί σε έναν κυτταρικό πληθυσμό εμπλουτισμένο για γλοιώματος βλαστικών κυττάρων [7]. Είναι επίσης ευρέως εκφράζεται σε γλοιοβλάστωμα, και τα αυξημένα επίπεδα σχετίζονται με την εξέλιξη γλοίωμα και την αντίσταση στη θεραπεία [8].

Κάθε κουκίδα στο διάγραμμα διασποράς αντιπροσωπεύει ένα δείγμα γλοίωμα από το NCI Repository Μοριακής Brain Νεοπλασία Δεδομένων ( Ρέμπραντ) σύνολο δεδομένων. Dots είναι χρώμα που κωδικοποιείται κόκκινο για γλοιοβλαστώματα και μπλε για χαμηλότερες γλοιώματα βαθμού. τα επίπεδα έκφρασης είναι RNA κανονικοποιούνται.

Η

Η ανάλυση των δεδομένων γονιδιακής έκφρασης έχει ως αποτέλεσμα την ταξινόμηση σε διάφορους υποτύπους των γλοιοβλαστώματα [9], [10], επίσης παρόντες σε χαμηλότερη γλοιώματα βαθμού [11], με διαφορετικά χαρακτηριστικά, καθένα από τα οποία χαρακτηρίζεται από την παρουσία συγκεκριμένων γονιδίων. Είναι ενδιαφέρον, CD44 βρέθηκε εμπλουτισμένο σε μεσεγχυματικά υποτύπους σε όλες αυτές τις περιπτώσεις. Το χαρακτηριστικό γνώρισμα των σημερινών μας αποτελέσματα, ωστόσο, είναι ότι η μεσεγχυματικά μετάβαση υπογραφής που χρησιμοποιείται στο παρόν έγγραφο αντικατοπτρίζει μια βιολογική διαδικασία που εφαρμόζεται σε πολλαπλούς τύπους καρκίνου, όπως αυτή προκύπτει από την ανάλυση της παρουσίας της σε πολλές διαφορετικές μορφές καρκίνου [1], σε αντίθεση με τη χρήση ταξινόμησης μεθόδους σε δείγματα γλοίωμα και μόνο για την αναγνώριση υποτύπων. Επιπλέον, η σύνδεση με το φαινότυπο βρίσκεται στην απουσία, παρά την παρουσία, της υπογραφής.

Για να επιβεβαιωθεί ότι η παρατηρούμενη συσχέτιση με τις «Ημέρες για Tumor Επανάληψη» φαινότυπος σχετίζεται περισσότερο με την παρουσία του τα μεσεγχυματικά μετάβαση υπογραφή, παρά την ταξινόμηση σε μεσεγχυματικά υπότυπο, εκτελέσαμε πολυμεταβλητή παλινδρόμηση Cox επί ημέρες σε επανεμφάνιση του όγκου, χρησιμοποιώντας τόσο τις τιμές έκφρασης του μεσεγχυματικών μετάβαση metagene και τις τέσσερις υποτύπους [9] ως συμπαράγοντες. Η μεταβλητή υπότυπος είναι μια κατηγορική μεταβλητή με τέσσερις τύπους (μεσεγχυματικά, Κλασική, Νευρωνικά και Προνευρικά). Να συναγάγει τα δείγματα των οποίων οι υπότυποι δεν δόθηκαν στο αρχικό έγγραφο, πραγματοποιήσαμε μια δέκα-κοντινότερο γείτονα καταλογισμό με βάση τα γονίδια υπογραφή των τεσσάρων υποτύπων, όπως αναφέρεται στο [9]. Το αποτέλεσμα δείχνει ότι η μεταβλητή έκφραση metagene μεσεγχυματικά μετάβασης είναι η μόνη σημαντική συμμεταβλητή (με

P

= 0.049), ενώ το υπόλοιπο των κατηγορικών μεταβλητών δεν περάσει το επίπεδο σημαντικότητας 0,05 (το ελάχιστο ήταν 0.160 για το μεσεγχυματικά υπότυπο), αποδεικνύοντας ότι οι «Ημέρες για Tumor Επανεμφάνιση» φαινότυπος πιο σημαντικά που συνδέονται με τη μεσεγχυματικά μετάβαση υπογραφή. Τα αποτελέσματα της Cox παλινδρόμησης φαίνονται στον Πίνακα 4.

Η

Για να συγκρίνετε περαιτέρω άμεσα την μεσεγχυματικών μετάβαση υπογραφή με εκείνη του υποτύπου μεσεγχυματικά της [9], δημιουργήσαμε ένα metagene για το τελευταίο, ώστε να μπορούμε αξιολογήσει σύνδεσή της με τις «Ημέρες να Tumor επανάληψης» φαινότυπο, όπως μετράται από το άθροισμα βαθμό. Αυτό δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας τη λίστα γονίδιο, όπως περιγράφεται στις συμπληρωματικές πληροφορίες του χαρτιού, που διατίθεται στη https://tcga-data.nci.nih.gov/docs/publications/gbm_exp. Συγκεκριμένα, στο σχετικό αρχείο δεδομένων που περιέχει τις τιμές έκφρασης και υποτύπου κλήσεις για τα δείγματα πυρήνα TCGA χρησιμοποιώντας τα ενοποιημένη κλίμακα δεδομένων, υπάρχουν 216 γονίδια χαρακτηρισμένα ως μεσεγχυματικά. Τα γονίδια αυτά κατατάσσονται από την άποψη της εξουσίας τους να αντιπροσωπεύουν το φαινότυπο μεσεγχυματικά, όπως καθορίζεται από τις διαφορές μεταξύ των συστατικών μεσεγχυματικών κέντρο βάρους του κάθε γονιδίου και το κέντρο βάρους συνιστώσα των υπόλοιπων υποτύπους, η οποία μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως η μεταβολή log-φορές μεταξύ των μέσων του γονιδίου τιμή στο μεσεγχυματικά υποτύπου και η συνολική μέση του γονιδίου [12] (όπως παρατίθεται στο αρχείο δεδομένων που περιέχει τον κατάλογο γονίδιο ClaNC840 και κέντρο βάρους). Με βάση αυτή την κατάταξη, επιλέξαμε την κορυφή 64, έτσι ώστε τα μεγέθη των δύο Μεταγένη προς σύγκριση είναι πανομοιότυπα. Η τιμή του αθροίσματος κατάταξης ήταν 142 (αυτό θα ήταν 151, αν χρησιμοποιείτε όλα τα 216 γονίδια). Αυτό θα πρέπει να συγκριθεί με την αντίστοιχη τιμή του 70 του μεσεγχυματικών μετάβαση metagene και με τις άλλες εγγραφές των μεμονωμένων γονιδίων στον Πίνακα 2. Αυτά τα αποτελέσματα περαιτέρω επιβεβαιώνουν ότι η παρατηρούμενη σύνδεση με ημέρες σε επανεμφάνιση του όγκου οφείλεται στην πολλαπλών καρκίνος μεσεγχυματικών μετάβαση υπογραφή , η οποία έχει την αξιοσημείωτη ιδιότητα που το αντίστοιχο metagene έχει χαμηλότερη κατάταξη ποσό από οποιαδήποτε ατομική γονίδιο.

Συζήτηση

Επειδή γλοιώματα δεν είναι επιθηλιακών καρκίνων, και η υπογραφή έχει βρεθεί επίσης και σε άλλες μη επιθηλιακά καρκίνους , όπως νευροβλάστωμα και σάρκωμα Ewing, η υπογραφή αντιπροσωπεύει μια γενικότερη βιολογική διεργασία μεσεγχυματικών μετάβασης, που ισχύουν για όλα τα στερεά καρκίνους που προσπαθήσαμε. Πράγματι, όταν το σύνολο των γονιδίων του Πίνακα 1 είναι η είσοδος για Γονιδιακή Ρύθμιση Ανάλυσης εμπλουτισμού (GSEA) [13] με τη βάση δεδομένων Μοριακής υπογραφές (MSigDB), υπάρχουν πολλά αποτελέσματα με

P

τιμή ακριβώς ίσο με » μηδέν «, που αντιστοιχούν σε γονίδια που εκφράζονται σε δείγματα υψηλότερου σταδίου από πολλούς τύπους καρκίνου, όπως ρινοφαρυγγικό, κεφαλής και λαιμού, ουροθηλίου, λεμφώματα, κλπ Τέτοιοι τύποι καρκίνου του δεν είχαν συμμετάσχει καθ ‘οιονδήποτε τρόπο στην παραγωγή της υπογραφής. Αυτή η αξιοσημείωτη επικύρωση της υπογραφής, επισημαίνοντας σε όλα τα είδη των τύπων καρκίνου σε MSigDB υποδηλώνει ότι η υπογραφή μπορεί να αντικατοπτρίζει μια καθολική βιολογικός μηχανισμός μεσεγχυματικών μετάβασης που υπάρχουν στο επεμβατική στάδιο όλων των στερεών καρκίνων που περιλαμβάνει το γλοιοβλάστωμα. Ανάλυση των συναφών συνόλων δεδομένων δείχνει ότι υπάρχουν πολλές πληγείσες μονοπάτια που περιλαμβάνει ένα ιδιαίτερα πολύπλοκο βιολογικό μηχανισμό που φαίνεται να επανενεργοποιήσει εμβρυϊκά αναπτυξιακά προγράμματα. Πράγματι, κατά την ανάλυση των 64-γονίδιο υπογραφή εναντίον σύνολα δεδομένων βιολογική διαδικασία MSigDB Γονιδιακή Οντολογία, τα πέντε κορυφαία αποτελέσματα ήταν όλα σχετίζονται με την ανάπτυξη (σκελετική, όργανο, πολυκύτταροι οργανικό, σύστημα, ανατομική δομή). Ο διακεκριμένος GO κυτταρικό συστατικό ήταν εξωκυττάριας μήτρας και ο προεξέχων GO μοριακό συνάρτησης δέσμευσης κολλαγόνου.

Πρόσφατα έχει προταθεί ότι «βλαστική ικανότητα» σε καρκινικά κύτταρα (που χαρακτηρίζεται από την ικανότητα τόσο αυτο-ανανέωση, καθώς και παράγουν διαφοροποιημένα απόγονοι) μπορούν να διασυνδέονται στενά με το πέρασμα μέσα από μια EMT. Για παράδειγμα, ΕΜΤ σε ορισμένα μοντέλα βρέθηκε να παράγουν κύτταρα με ιδιότητες των βλαστικών κυττάρων [14], [15], [16], [17], [18]. Ειδικότερα, έχει δειχθεί ότι τα βλαστικά κύτταρα που μοιάζουν απομονώνονται από ανθρώπινο καρκίνο του μαστού συν-εκφράζουν υψηλά επίπεδα του CD44 και τα υψηλά επίπεδα δεικτών μεσεγχυματικών, συμπεριλαμβανομένων Slug [14]. Επιπλέον, επαγωγή ΕΜΤ σε αθανατοποιημένα ανθρώπινα μαστικά επιθηλιακά κύτταρα οδηγεί σε υψηλά επίπεδα έκφρασης CD44 στα μεσεγχυματικά κύτταρα που μοιάζουν [14]. Η αντοχή στα φάρμακα έχει επίσης συνδεθεί με την παρουσία καρκίνου του βλαστικών κυττάρων [16], [18], [19], [20], υποστηρίζοντας την ιδέα ότι τα καρκινικά βλαστικά κύτταρα μπορεί να είναι υπεύθυνες για υποτροπή μετά από θεραπευτική παρέμβαση. Ως εκ τούτου, και λόγω της στενής σχέσης του μεσεγχυματικών μετάβαση υπογραφή με CD44, μια πιθανή εξήγηση για την απουσία της μετάβασης υπογραφή μεσεγχυματικών σε ασθενείς με εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι την υποτροπή μπορεί να οφείλεται σε μία αντίστοιχη έλλειψη βλαστική ικανότητα στα καρκινικά κύτταρα των ασθενών αυτών καθιστώντας πιο απίθανο για τον καρκίνο να επαναληφθεί μετά τη θεραπεία. Μια εναλλακτική εξήγηση για την παρατηρούμενη συσχέτιση μπορεί να παρέχεται από τον μετασχηματισμό προς μια περισσότερο φαινότυπο μεσεγχυματικά [21].

Αν και υπάρχουν αρκετές ΕΜΤ-επαγωγής παραγόντων μεταγραφής [22], μερικές από τις οποίες επίσης βρέθηκε περιστασιακά αυξορρυθμίζεται τα μεσεγχυματικά μετάβαση υπογραφή που χαρακτηρίζεται από τα γονίδια στον πίνακα 1, Slug είναι η μόνη βρέθηκε αυξητικά με συνέπεια. Ήταν επίσης ο μόνος τέτοιος παράγοντας μεταγραφής υπερεκφράζεται σε πειραματικά ξενομοσχεύματα μας [5]. Slug έχει επίσης πρόσφατα βρεθεί ότι σχετίζονται με ικανότητα εισβολής σε γλοίωμα [23], σύμφωνα με τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται εδώ. Επιπλέον, όταν κατετάγη όλα τα γονίδια από την άποψη της συσχέτισης τους (χρησιμοποιώντας το μέτρο της αμοιβαίας πληροφόρησης [24]) της έκφρασης τους με εκείνη των Slug στα 99 δείγματα που αναλύθηκαν εδώ, βρήκαμε ότι, παραδόξως, οι πρώτοι οκτώ συμμετοχές ( COL6A3, COL3A1, LUM, COL5A1, ΟΟΙ_1Α2, COL6A2, COL1A1, PCOLCE) ήταν όλα τα γονίδια που περιλαμβάνονται στις δύο πίνακες 1, καθώς και τον πίνακα 2, υποστηρίζοντας περαιτέρω την υπόθεση ότι Slug θα μπορούσε να είναι ένας κύριος ρυθμιστής του βιολογικού μηχανισμού υπεύθυνος για την υπογραφή. Πρόσφατα βρέθηκε [25], ωστόσο, ότι η επαγόμενη υπερέκφραση του Twist παράγοντα μεταγραφής σε γλοιοβλάστωμα οδηγεί σε αυξημένη διεισδυτικότητα και την έκφραση πολλών από τα γονίδια στο Πίνακα 1, συμπεριλαμβανομένων Slug, γεγονός που υποδηλώνει ότι Twist μπορεί να παίζει αιτιολογικό ρόλο για τη μετάβαση μεσεγχυματικών σε γλοιοβλάστωμα

Η ίδια υπογραφή βρέθηκε επίσης να είναι προγνωστικά της εισαγωγικής θεραπείας στον καρκίνο του μαστού – βλ., π.χ. επιπλέον αρχείο 6 [1], όπου 7 από 8 δείγματα του συμπλέγματος στην αριστερή πλευρά του χάρτη θερμότητας (με χαμηλά επίπεδα της υπογραφής) είχε καλή ανταπόκριση στη θεραπεία, ενώ 12 από τα 14 δείγματα στη δεύτερη συστάδα ( με υψηλά επίπεδα της υπογραφής) ήταν ανθεκτικά.

Οι παρατηρήσεις ότι (α) όλοι οι ασθενείς GBM με εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι την υποτροπή είχαν εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα του γονιδίου υπογραφή μεσεγχυματικά μετάβαση, και (β) η μετάβαση υπογραφή μεσεγχυματικά έντονα εμπλουτισμένο μεταξύ των γονιδίων υποεκφράζονται στο χαμηλότερο γλοιώματα βαθμού σε σύγκριση με γλοιοβλαστώματα, δείχνουν ότι η στόχευση του υποκείμενου βιολογικός μηχανισμός μπορεί να παρέχει μια νέα προσέγγιση για την επικουρική θεραπεία των γλοιωμάτων. Περαιτέρω, η ικανότητα να προσδιορίσει επακριβώς τα συστατικά του γονιδίου υπογραφή παρέχει μοναδικές ευκαιρίες για τον εντοπισμό πιθανών στόχων για την εν λόγω θεραπεία.

Ευχαριστίες

Γενική εντύπωση εκφράζεται με τον καθηγητή Tian Zheng του Τμήματος Στατιστικής του Πανεπιστημίου Κολούμπια για τις χρήσιμες συζητήσεις.