Αφηρημένο

Οι ελλείψεις στο γονίδιο ΑΤΜ είναι η βασική αιτία για την αταξία τηλαγγειεκτασία, ένα σύνδρομο που χαρακτηρίζεται από νευρολογικές, κινητήρα και ανοσολογικές ανωμαλίες, και μια προδιάθεση για καρκίνο. Τα microRNAs (miRNAs) αποτελούν χρήσιμα εργαλεία για τη σκιαγράφηση του καρκίνου και την πρόβλεψη των θεραπευτικών αποκρίσεων σε κλινική σχήματα. Ερευνήσαμε τις συνέπειες της ανεπάρκειας ΑΤΜ στην έκφραση miRNA και συνδέονται γονιδιακή έκφραση σε φυσιολογικά ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα μαστού (ΗΜΕ-CC). Εντοπίσαμε 81 σημαντικά διαφορικά εκφρασμένων miRNAs σε ΑΤΜ ανεπάρκεια HME-ΥΧ χρήση μικρών αλληλουχίας RNA. Πολλές από αυτές έχουν ενοχοποιηθεί στην ογκογένεση και τον πολλαπλασιασμό και περιλαμβάνουν ρυθμισμένα προς τα κάτω miRNAs καταστολέα όγκων, όπως HSA-miR-29c και HSA-miR-16, καθώς και υπερ-εκφράζεται pro-ογκογόνο miRNAs, όπως HSA-ΜΙΚ 93 και HSA-miR-221. αλλαγές microRNA ενσωματώθηκαν με γονιδίωμα ευρύ προφίλ γονιδιακής έκφρασης για να διερευνήσει πιθανούς στόχους miRNA. Προβλεπόμενη στόχους mRNA των miRNAs ρυθμίζονται σημαντικά μετά την εξάντληση ATM περιλαμβάνονται πολλά γονίδια που σχετίζονται με τον σχηματισμό και την εξέλιξη του καρκίνου, όπως SOCS1 και το πρωτο-ογκογονίδιο MAF. Ενώ ένας αριθμός miRNAs έχουν αναφερθεί ως μεταβληθεί σε καρκινικά κύτταρα, υπάρχει μικρή κατανόηση για το πώς αυτά τα μικρά RNAs μπορεί να οδηγούσα σχηματισμός καρκίνο ή πώς θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες για ευαισθησίας στον καρκίνο. Αυτή η μελέτη παρέχει προκαταρκτικά στοιχεία για τον καθορισμό προφίλ miRNA που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προγνωστικός ή προγνωστική βιοδείκτες για τον καρκίνο του μαστού. ολοκληρωμένη ανάλυση μας έκφρασης των miRNAs και mRNA μας επιτρέπει να αποκτήσουν μια καλύτερη κατανόηση της σηματοδότησης που εμπλέκονται στην προδιάθεση του καρκίνου του μαστού και προτείνει ένα μηχανισμό για τον καρκίνο του μαστού-επιρρεπείς φαινότυπο δει σε ΑΤΜ ασθενείς με ανεπάρκεια

Παράθεση:. Έσση JE, Liu L, Innes CL, Cui Υ, ΠΑΛΙΟΙ SS, Paules RS (2013) Genome-Wide Μικρές RNA αλληλουχίας και ανάλυση γονιδιακής έκφρασης αποκαλύπτει ένα microRNA προφίλ του Καρκίνου Ευαισθησία στο ATM-Ελλιπή ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα μαστού. PLoS ONE 8 (5): e64779. doi: 10.1371 /journal.pone.0064779

Επιμέλεια: Jin Ερ Cheng, H. Lee Moffitt Cancer Center acc=GSE36267.

Ο αριθμός ένταξης GEO για ολόκληρο το γονιδίωμα των δεδομένων συστοιχία έκφρασης Agilent είναι GSE36082 διαφήμιση μπορεί να επανεξετάζονται σε https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?token=jvixzkwsaqiqwps acc=GSE36082.

Accompanying Συμπληρωματικό δεδομένων αποτελείται από 7 πίνακες που μπορούν να βρεθούν σε απευθείας σύνδεση.

Αποτελέσματα

αλληλουχίας και Ανάλυση Δεδομένων

Illumina βαθιά αλληλουχίας χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία μικρών RNA διαβάζει από 3 βιολογικά επαναλήψεις το καθένα του άγριου τύπου και ΑΤΜ ανεπάρκεια μη-καρκινικές HME-ΥΧ. Φιλτράρισμα με βάση δείκτες ποιότητας και αντικείμενα αλληλουχίας που επιτρέπεται για την επιλογή της μόνο ισχυρή ακολουθία έχει ως εξής (Εικόνα 1Α). Χρησιμοποιώντας το σετ εργαλείων FastX [27], οι αλληλουχίες προσαρμογέα είχαν ψαλιδίζεται από το 3 ‘άκρο της αλληλουχίας διαβάζει και αλληλουχίες χωρίς αλληλουχία προσαρμογέα ή με λιγότερα από 16 νουκλεοτίδια που απομένουν μετά την απομάκρυνση του προσαρμογέα εξαιρέθηκαν από περαιτέρω ανάλυση. Κομμένοι διαβάζει ευθυγραμμίστηκαν χρησιμοποιώντας Bowtie [28] για την hg19 ανθρώπινης κατασκευής γονιδιώματος. Εμείς δεν επιτρέπονται αναντιστοιχίες στην περιοχή σπόρων 15bp της ακολουθίας διαβάζει και επιτρέπονται μέχρι 3 ευθυγραμμίσεις ανά ακολουθία διαβάσει. Ευθυγραμμίσεις σχολιάστηκαν με το UCSC μικρό γονιδίωμα κομμάτι (WgRNA) για hg19. Διαβάστε μετράει ομαλοποιήθηκαν με τον υπολογισμό ετικέτες ανά εκατομμύριο ευθυγραμμίσεις miRNA (TPM). φιλτράρισμα ακολουθία, ψαλίδισμα προσαρμογέα, και η ευθυγράμμιση Bowtie πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό των προγραμμάτων της γραμμής εντολών και την ανοιχτή web-based πλατφόρμα Galaxy [29], [30], [31]. Συνοπτικά στατιστικά στοιχεία όλων των 6 δείγματα παρακολουθούνται για να διασφαλιστεί η ομοιότητα στην αλληλουχίας τρέχει, ευθυγραμμίσεις, και σχολιασμοί (Figure1B).

Α) επισκόπηση αγωγός Μικρό RNA αλληλουχίας. Β) Συνοπτικά στατιστικά στοιχεία των δεδομένων Μικρές αλληλουχίας RNA σε διάφορα στάδια της ανάλυσης των δεδομένων.

Η

Σύνθεση των miRNA σε άγριου τύπου και ATM-ανεπαρκή κύτταρα

βαθιά αλληλουχίας επόμενη γενιά επιτρέπει για ένα μεγάλο δυναμικό εύρος στην ανίχνευση miRNAs (Πίνακας S1). Κατά την εξέταση όλων των δειγμάτων μας, εντοπίσαμε 390 miRNAs παρούσα σε δύο από τα τρία δείγματα είτε το άγριου τύπου ή ΑΤΜ ανεπάρκεια δείγματα με τουλάχιστον 1 TPM (Εικόνα 1Β). Για να περιορίσετε την ανάλυσή μας μόνο στις πιο ισχυρή miRNAs, θεωρήσαμε μόνο miRNAs με τουλάχιστον 10 TPM σε δύο από τα τρία δείγματα είτε το άγριου τύπου ή ΑΤΜ ανεπάρκεια δείγματα σε περαιτέρω ανάλυση. 259 miRNAs θεωρήθηκαν παρούσα σε όλα τα δείγματα και κινήθηκε προς το επόμενο στάδιο της ανάλυσης (Πίνακας S2). ετικέτες αλληλουχίας ανά εκατομμύριο ευθυγραμμίσεις miRNA (TPM) εισήχθησαν Partek Γονιδιωματική Σουίτα για περαιτέρω ανάλυση (Partek® Genomics σουίτα λογισμικού, έκδοση 6.6beta, Copyright © 2009 Partek Inc., St. Louis, MO, USA). Μια πρόδρομων ματιά στα επίπεδα έκφρασης των 259 miRNAs υπογραμμίζει το ευρύ δυναμικό εύρος της έκφρασης ανιχνεύεται με βαθιά αλληλούχιση επόμενης γενιάς. Ήμασταν σε θέση να ανιχνεύσει miRNAs με μόνο λίγες μεταγραφές, καθώς και miRNAs με ισχυρή έκφραση, όπως HSA-miR-21, το οποίο έχει ένα μέσο έκφρασης WT των 113.949 TPM. Μια ανασκόπηση υψηλό επίπεδο προκαταρκτικής προφίλ miRNA αποκαλύπτει συγκεκριμένες επιπτώσεις της εξάντλησης των ΑΤΜ στην έκφραση. Παρατηρήσαμε όχι μόνο miRNAs ποιος έκφραση επηρεάστηκε από την απώλεια των ΑΤΜ, αλλά ήμασταν επίσης σε θέση να προσδιορίσει miRNAs που φαίνεται να επηρεάζεται από την εξάντληση ATM.

Αλλαγές στο προφίλ έκφρασης των miRNAs μετά την εξάντληση των ΑΤΜ

για να αξιολογηθεί το μέγεθος και τη σημασία της αλλαγής στην έκφραση των miRNAs μετά την εξάντληση των ΑΤΜ, πραγματοποιήσαμε ένα t-test σε 259 miRNAs θεωρείται ότι υπάρχει τόσο στο άγριου τύπου και ATM ανεπάρκεια δείγματα. Associated

ρ

τιμές υπολογίστηκαν και σε συνδυασμό με μια φορές αλλαγή για να δημιουργήσει μια λίστα με σημαντικά διαφορικά (

σ

≤0.05? Πάσο αλλαγή ≥1.5) miRNAs. Αυτή προσδιορίζονται 81 miRNAs ως σημαντικά διαφορικά εκφραζόμενο μεταξύ των δύο ΗΜΕ-CC γονότυπους (Σχήμα 2 & amp? Πίνακας S3), έτσι περισσότερο από το 30% του miRNA θεωρείται ότι υπάρχει στην ανάλυσή μας είναι σημαντικά διαφορικά ρυθμίζονται μετά την εξάντληση των ΑΤΜ. Βρήκαμε αρκετά καλά χαρακτηρισμένο miRNAs που ήταν στατιστικώς αμετάβλητη μετά την εξάντληση των ATM, συμπεριλαμβανομένης της οικογένειας let-7 και HSA-miR-21. Μεταξύ των 81 σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs, υπάρχουν 55 miRNAs με υψηλότερα επίπεδα έκφρασης και 26 με χαμηλότερα επίπεδα έκφρασης σε σύγκριση με τον άγριο τύπο HME-ΥΧ. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτά ρυθμίζονται miRNAs περιλαμβάνει αρκετές που έχουν ενοχοποιηθεί στο σχηματισμό του καρκίνου ή της μετάστασης. Χρησιμοποιώντας το εργαλείο TAM σχολιασμού miRNAs [32] και της βάσης δεδομένων ανθρώπινης ασθένειας miRNA [33], εντοπίσαμε 4 καταπιεσμένη καταστολείς των όγκων miRNA και 7 υπερ-εκφράζεται oncomirs [21], [22], [34] στα ATM ανεπάρκεια κύτταρα (για παραδείγματα, βλέπε Σχήμα 3). Αυτή η παρατήρηση της απορρύθμισης των miRNAs σημαντικά στο σχηματισμό του καρκίνου ή καταστολή προτείνει ATM μεταβολές που εξαρτώνται από την έκφραση των miRNAs μπορούν να μεταβάλλουν βιολογικές οδούς και τις λειτουργίες που προάγουν το σχηματισμό του καρκίνου. Βασισμένο σε καρκίνο miRNA προφίλ έργα, πολλά ΑΤΜ-εξαρτώμενη miRNAs άξιζε μια πιο προσεκτική εξέταση (Σχήμα 3). Για παράδειγμα, η απώλεια των αποτελεσμάτων ΑΤΜ σε μειωμένη έκφραση του όγκου κατασταλτικής miRNAs, ΜΙΚ 96, το οποίο είναι γνωστό για τη στόχευση KRAS [35], και η οικογένεια miR-29, η οποία περιλαμβάνει miR-29b-1, miR-29b- 2, και miR-29c. Μια μείωση στην έκφραση και των τριών μελών της οικογένειας miR-29 έχει εμπλακεί σε πολλούς τύπους καρκίνου [36] και έχει μια συσχέτιση με πρόγνωση [37]. Επιπλέον, η απώλεια της ΑΤΜ ως αποτέλεσμα μια αύξηση στην έκφραση του miR-10b, το οποίο εκφράζεται σε υψηλό βαθμό σε μεταστατικούς καρκίνους του μαστού [38], [39] και miR-221, το οποίο μπορεί να διεγείρει τον πολλαπλασιασμό και την κυτταρική επιβίωση [40]. Για να κατανοήσουμε περαιτέρω τις βιολογικές επιδράσεις των αλλαγών έκφρασης των miRNAs, αναλάβαμε την ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης του γονιδιώματος συνολικά.

Διαφορικό miRNA έκφραση μεταξύ άγριου τύπου και ΑΤΜ ανεπάρκεια HME-ΥΧ λαμβάνονται από τρεις ανεξάρτητες επαναλήψεις του καθενός. Η

y-άξονα

εμφανίζει το ΑΤΜ με ανεπάρκεια σε αναλογία βάρους της έκφρασης, η

x-άξονα

εμφανίζει το μέσο έκφρασης του κάθε miRNA? και οι δύο άξονες είναι σε λογαριθμική κλίμακα. Διαφορικά εκφρασμένων miRNAs του

p

-τιμή ≤0.05 και τουλάχιστον 1,5 φορές η αλλαγή είναι μπλε. Αντιπροσωπευτικά σημαντική miRNAs σήμανση. Κάθε δείγμα είχε ξεχωριστά που δημιουργείται βιβλιοθήκη αλληλουχίας και τρέχει σε ένα άτομο λωρίδα αλληλουχίας.

Η

Α) Κατάλογος των 4 γνωστοί καταστολείς όγκων και 8 oncomirs με σημαντικές αλλαγές της έκφρασης, μετά την εξάντληση των ΑΤΜ. Β) Τα επίπεδα έκφρασης, ετικέτες ανά εκατομμύριο (TPM), από τα τέσσερα παραδείγματα της απελευθερωμένης miRNAs. Σκούρο γκρι μπάρες αντιπροσωπεύουν άγρια ​​έκφραση τύπου και ανοιχτό γκρι μπάρες αντιπροσωπεύουν την έκφραση στο ATM-ανεπαρκή κύτταρα. Οι ράβδοι σφαλμάτων είναι τυπικό σφάλμα από την έκφραση από 3 ανεξάρτητες επαναλήψεις της κάθε γονότυπου.

Η

έκφραση γονιδίων αναμένεται να είναι miRNA Στόχοι

Χρησιμοποιώντας το ανθρώπινο πλήρες γονιδίωμα μικροσυστοιχιών Agilent, συγκεντρώσαμε γονίδιο δεδομένα έκφρασης από τους ίδιους WT και ATM ανεπάρκεια δείγματα HME-CC. Με ένα συνδυασμό

p

-τιμή (≤0.05) και διπλώστε την αλλαγή (≥1.5) cut-offs, εντοπίσαμε 1086 σημαντικά αλλάξει ανιχνευτές που εκπροσωπούν 988 γονιδίων ή γενετικού περιοχές (Πίνακας S4). Για τον εντοπισμό γονιδίων πιθανόν στοχεύονται από αλλαγές στην έκφραση miRNA, χρησιμοποιήσαμε TargetScan 5,2 για την πρόβλεψη στόχους mRNA των 259 σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs. Εμείς περιόρισε τις προβλεπόμενες στόχους mRNA, πρώτα με βάση γονίδια σημαντικά ρυθμίζεται σε ανάλυση γονιδιακής έκφρασης μας και το δεύτερο σχετικά με τους στόχους, είτε πειραματικά αποδειχθεί ή εξαιρετικά προβλέπεται από TargetScan. Επιπλέον, με βάση την γνώση ότι miRNAs ρυθμίζουν την γονιδιακή έκφραση κατά κύριο λόγο μέσω της αναστολής της έκφρασης, διατηρήσαμε μόνο συνδυασμοί miRNA-mRNA που συσχετίζονται αντίστροφα, αναγνωρίζοντας μπορούμε να εξαιρουμένων λειτουργικά σημαντικές ρυθμιστικές αλληλεπιδράσεις του mRNA. Αρχίζοντας με 81 σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs μας, εντοπίσαμε 40 που είχαν πολύ προβλέψει στόχους mRNA με σημαντικές αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση που σχετίζονται. Εντοπίσαμε 202 σημαντικά νομοθετικά στόχους mRNA που συσχετίζονταν αντίστροφα με τα miRNAs προβλέπεται σε αυτές (Πίνακας S5) στοχεύσετε. Πολλά από τα miRNAs προβλέπεται να στοχεύουν πολλαπλούς σημαντικά ρυθμίζονται mRNAs και πολλά από τα mRNAs δυνητικά στοχεύονται από περισσότερα από ένα ATM εξαρτώμενη miRNA. Αυτά τα φαινόμενα θα μπορούσε να υποδηλώνει λειτουργικό πλεονασμό στη ρύθμιση miRNA γονιδίων στόχων.

Χρησιμοποιώντας Γονιδιακή Ρύθμιση Εμπλουτισμός Ανάλυση (GSEA) [41], θα καθοριστούν οι οικογένειες γονιδίων που αντιπροσωπεύεται από τα γονίδια προβλέπεται να γίνει στόχος των miRNAs σε ένα ΑΤΜ εξαρτώμενης τρόπο (Εικόνα 4Α). Αυτή η προσέγγιση δίνει μια λειτουργική επισκόπηση των γονιδίων στη λίστα μας με τη χρήση της βάσης δεδομένων Μοριακής υπογραφές [41]. οικογένειες γονιδίων μοιράζονται κοινά χαρακτηριστικά, όπως η βιοχημική δραστηριότητα και ομολογίας. Είναι ενδιαφέρον ότι πολλές από τις προβλεπόμενες γονιδίων στόχων των σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs είναι παράγοντες μεταγραφής (που φαίνονται στον Πίνακα S6), υποδεικνύοντας ότι πολλά από τα ΑΤΜ που εξαρτώνται miRNAs μπορεί να ελέγχει ένα μεγάλο φαινοτυπική απόκριση με βάση την ρύθμιση της έκφρασης του παράγοντα μεταγραφής. Η εμπλοκή της ρύθμισης miRNA παραγόντων μεταγραφής έχει προβλεφθεί και μοντελοποιηθεί σε αρκετούς διαφορετικούς τύπους καρκίνου [42], [43], [44]. Τα ευρήματά μας δείχνουν αλλαγές στην miRNAs, καθώς και την τροποποίηση της έκφρασης του μεταγραφικού παράγοντα που συμβαίνουν μετά την απώλεια του ΑΤΜ. Επιπλέον, τα ευρήματά μας υποδεικνύουν αυτή μεταβολή των παραγόντων μεταγραφής μπορεί να συμβαίνει πριν από τα κύτταρα γίνονται κακοήθεις (Πίνακας S6). Για παράδειγμα, η αυξημένη έκφραση των ογκογόνων παραγόντων μεταγραφής όπως MAF και CEBPA υποδεικνύουν miRNAs μπορούν να ρυθμίζουν μεγάλα δίκτυα των γονιδίων που εμπλέκονται στο σχηματισμό του καρκίνου. Επιπλέον, 6 ογκογονίδια και ένας γνωστός καταστολέας όγκου, SOCS1, προβλέπονται να είναι στόχοι miRNA. Αυτό είναι σύμφωνο με προηγούμενες αναφορές που υποδηλώνει miRNAs μπορούν να διαδραματίσουν έναν κρίσιμο ρόλο στον σχηματισμό και την εξέλιξη σε καρκίνο. Η κατανόηση των επιπτώσεων της πρόωρης miRNAs στη ρύθμιση των παραγόντων μεταγραφής και του σχηματισμού του καρκίνου μπορεί να οδηγήσει σε εικόνα προγνωστικούς και προληπτικές θεραπείες.

Α) οικογένειες γονιδίων που αντιπροσωπεύουν τις 202 σημαντικά ρυθμιζόμενα γονίδια προσδιοριζόμενου με GSEA να δώσει μια λειτουργική γενική επισκόπηση οι τύποι των γονιδίων επηρεάζεται από αλλαγές στην έκφραση των miRNAs. Β) Αρχή Λειτουργίες ανάλυση των ATM-εξαρτώμενη συσχέτιση miRNAs και πιθανοί στόχοι mRNA από το IPA. Μόνο οι επιλεγμένες σημαντικές λειτουργικές ομάδες που απεικονίζονται. Η διακεκομμένη γραμμή δείχνει ένα

σ

-τιμή των 0,01.

Η

Διαδρομή /λειτουργική ανάλυση της προβλεπόμενης Στόχοι

Για να αποκτήσουν περισσότερες γνώσεις σχετικά με τις βιολογικές λειτουργίες και δικτύων που επηρεάζονται από τις ΑΤΜ που εξαρτώνται από αλλαγές στην έκφραση των miRNAs, χρησιμοποιήσαμε Ingenuity Ανάλυση Pathway (IPA) [45]. Λειτουργική ανάλυση και ανάλυση γενιάς του δικτύου μέσω του ΜΠΒ μας επιτρέπει να εξετάσουμε όλες τις πιθανές ρόλους σημαντικά αλλάξει miRNAs και προέβλεψε στόχους γονιδίου τους από την εξόρυξη του ΜΠΒ Knowledge Base για τον εντοπισμό συνδεσιμότητα και τις σχέσεις μεταξύ των γονιδίων και miRNAs του ενδιαφέροντός μας. Πέντε δίκτυα επηρεάστηκαν σημαντικά μετά την εξάντληση των ΑΤΜ, συμπεριλαμβανομένων κυτταρικές λειτουργίες της μορφολογίας, του κυτταρικού κύκλου, την κυτταρική ανάπτυξη και πολλαπλασιασμό. Τουλάχιστον 76 μεγάλες λειτουργίες ομάδες ήταν σημαντικά (ρ & lt? 0,01) επηρεαστεί μετά την εξάντληση των ΑΤΜ, με αρκετές καρκίνου και των όγκων ειδικές λειτουργίες που επηρεάζεται ιδιαίτερα (Σχήμα 4Β). Η πλήττονται περισσότερο σημαντικά βιολογική λειτουργία ήταν καρκίνο (

σ

& lt? 1 × 1010), με άλλους που επηρεάζονται σημαντικά λειτουργίες, όπως η μορφολογία του όγκου, βλάβες στο DNA και επισκευής, και κυτταρικό θάνατο. (Πίνακας S7 δείχνει αντιπροσωπευτικά γονίδια σε αρκετές από αυτές τις λειτουργικές ομάδες.) Η απελευθέρωση αυτών των βιολογικών λειτουργιών σε μη-καρκινικά κύτταρα υποδηλώνει την απώλεια των ATM, με τις σχετικές αλλαγές στα επίπεδα έκφρασης των miRNAs, μπορεί να προδιαθέτουν ή να οδηγήσετε τα πρώτα στάδια του σχηματισμού του καρκίνου.

Συζήτηση

Μέσω βαθιά αλληλουχίας του γονιδιώματος σε επίπεδο έχουμε αποκτήσει πληροφορίες σχετικά με ουσιαστικά όλα τα μικρά RNAs παρούσα σε τόσο άγριου τύπου και ΑΤΜ ανεπάρκεια φυσιολογικά ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα μαστού, όχι μόνο εκείνων που είναι ιδιαίτερα εκφράζεται. Ταυτοποιήσαμε 259 σθεναρά εκφράζονται miRNAs παρούσα σε τόσο άγριου τύπου και ATM ανεπάρκεια φυσιολογικά ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα μαστού. Ενώ η ATM έχει εμπλακεί στη βιογένεση των miRNAs μετά από βλάβη του DNA [46], η πλήρης διερεύνηση της επίδρασης της εξάντλησης ΑΤΜ στην HME-ΥΧ αποκαλύπτει ότι η εξάντληση της ίδιας ΑΤΜ έχει τόσο την αναμενόμενη κάτω ρύθμιση των miRNAs, καθώς και ένα σημαντικός αριθμός των up-ρυθμίζονται miRNAs. Μόνο το ένα τρίτο των σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs έχουν μειωμένη έκφραση μετά την εξάντληση των ΑΤΜ. Με βάση την παρουσία του πάνω ρυθμισμένα miRNAs εξής εξάντληση ΑΤΜ, εμείς εικάζουν ότι ο ρόλος ΑΤΜ στην πραγματοποίηση της έκφρασης miRNA δεν περιορίζεται σε miRNA βιογένεση και μπορεί να συμβαίνει μέσω πολλαπλών μηχανισμών. Επιπλέον, η απώλεια της ΑΤΜ έχει συσχετιστεί με ένα αυξημένο επίπεδο οξειδωτικού στρες [47], [48]. Θεωρούμε το υψηλότερο επίπεδο του οξειδωτικού στρες που προκλήθηκε από τη συστατική απώλεια του ΑΤΜ μπορεί να έχει επίδραση στα επίπεδα έκφρασης πολλών miRNAs. Η μείωση ή απώλεια, των ΑΤΜ μπορεί να οδηγεί αλλαγές στην έκφραση των miRNAs μέσω της αύξησης του οξειδωτικού στρες. Αρκετές miRNAs φαίνεται να έχει αλλαγμένη έκφραση μετά την εξάντληση της ΑΤΜ έχουν επίσης δειχθεί ότι ρυθμίζεται από αυξημένα οξειδωτικό στρες, όπως HSA-miR-200c [49]. Πρόσθετες μελέτες για να καθοριστεί εάν οδοκαθαριστές αντιδραστικά είδη οξυγόνου μπορούν να μετριάσουν τα miRNA αλλαγές ή αλλαγές φαινότυπο που παρατηρείται με την εξάντληση ή την απώλεια του ΑΤΜ.

Όταν συγκρίναμε την έκφραση των miRNAs μεταξύ του άγριου τύπου και ATM ανεπάρκεια HME- ΥΧ ανακαλύψαμε ότι τα miRNAs dis-ρυθμίζεται μετά την εξάντληση των ΑΤΜ εμφανίζουν μια ασυνήθιστα υψηλή συσχέτιση με miRNAs ενοχοποιηθεί σε καρκίνο. Από τα 81 σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs, η εξάντληση των ΑΤΜ οδήγησε την καταστολή των 4 γνωστοί καταστολείς όγκων miRNA και την υπερέκφραση της 7ης γνωστό oncomirs. Αυτή η αρχική παρατήρηση υποδηλώνει ένα μέσο με το οποίο η απώλεια του ΑΤΜ μπορεί να προδιαθέτουν τα κύτταρα με τον καρκίνο ή να αυξήσουν τον καρκίνο ευαισθησία.

Για να διερευνηθεί περαιτέρω ο ρόλος των miRNAs στα ATM ανεπάρκεια κύτταρα, συνδυάσαμε τη σημαντικά ρυθμίζεται miRNA και τα δεδομένα γονιδιακής έκφρασης για να προβλέψουμε και να αξιολογήσει τους πιθανούς συνδυασμούς στόχο miRNA-mRNA. Περίπου τα μισά από τα σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs είχε προβλέψει στόχους που διαφορικά ρυθμίζονται, όπως φαίνεται στην ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης μας. Όταν ερευνήσαμε περαιτέρω αυτά τα miRNA και πιθανοί στόχοι μας υπογράμμισε επιπλέον αποδείξεις προφίλ καρκίνο ευαισθησία σε ATM ανεπάρκεια ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα του μαστού. Αυτό περιλαμβάνει την αυξημένη ρύθμιση των ογκογονιδίων MAF και CEPBA, καθώς και την μειωμένη ρύθμιση της καταστολής του όγκου SOCS1.

Η κατανόηση του γονιδιώματος σε επίπεδο προφίλ miRNA κανονικών και ATM με ανεπάρκεια μη καρκινικά μαστικά επιθηλιακά κύτταρα μπορεί να μας βοηθήσει αποκτήσουν μια καλύτερη κατανόηση των ρόλων των ΑΤΜ και miRNAs στην ογκογένεση του καρκίνου του μαστού και η μετάβαση από μη καρκινικά σε κακοήθη ιστό του μαστού.

Ιδιαίτερου ενδιαφέροντος είναι η δυνατότητα χρησιμοποίησης επίπεδα έκφρασης miRNA να προβλέψουμε ευαισθησίας στον καρκίνο ή σχηματισμός πριν να μπορεί να ανιχνευθεί με συμβατικές διαγνωστικές μεθόδους. Τα κύτταρα στη μελέτη μας είναι φυσιολογικά ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα μαστού τα οποία δεν προέρχονται από τα καρκινικά κύτταρα. Κατά συνέπεια, η αυξημένη έκφραση του oncomirs και η καταστολή κάποιων miRNAs ογκοκατασταλτικών σε ΑΤΜ κύτταρα με ανεπαρκές υποδηλώνουν ότι μπορεί να είναι δυνατόν να αναπτυχθούν βιοδείκτες για προδιάθεση καρκίνου του μαστού. Αξιοποιώντας τα προφίλ των βιοδεικτών miRNA συνεπής με προδιάθεση καρκίνου του μαστού θα επιτρέψει τον έγκαιρο εντοπισμό των ασθενών που διατρέχουν κίνδυνο και ίσως να οδηγήσει σε παλαιότερη παρακολούθηση, ανίχνευση και θεραπεία.

Συμπέρασμα

Εν κατακλείδι, 81 miRNAs με ATM-εξαρτώμενη έκφραση έχουν εντοπιστεί. Αυτά τα miRNAs, μαζί με πιθανούς στόχους του mRNA τους, προτείνουν ότι μπορεί να παίζει ένα ρόλο στα πρώιμα στάδια της μετάβασης από την κανονική σε καρκινικά μαστικά επιθηλιακά κύτταρα. Αυτή η μελέτη παρέχει τα προκαταρκτικά στοιχεία που να υποδηλώνουν ότι ο συνδυασμός microRNA και η έκφραση του mRNA μπορεί να είναι χρήσιμες για την ανάπτυξη ενός βιοδείκτη για την πρόβλεψη προδιάθεση για καρκίνο του μαστού. Με τον εντοπισμό των κυττάρων και οι ασθενείς με αυξημένο δυναμικό για τον σχηματισμό του καρκίνου του μαστού, οι συστάσεις μπορούν να γίνουν αφορούν την παρακολούθηση και την έγκαιρη παρέμβαση.

Υποστήριξη Πληροφορίες

Πίνακα S1.

Ακολουθία μετράνε για όλες τις 939 σχολιασμένη miRNAs. Ετικέτες ανά εκατομμύριο καταμέτρηση (TPM) ακολουθία για όλα τα 939 microRNAs σχολιασμένο πίστα hg19 WgRNA του προγράμματος περιήγησης UCSC γονιδίωμα

doi:. 10.1371 /journal.pone.0064779.s001

(PDF)

Πίνακας S2.

Ακολουθία μετρούν για 259 παρόντες miRNAs. καταμέτρηση αλληλουχία των 259 miRNAs θεωρείται σήμερα (πάνω από 10 TPM) είτε σε 2 από 3 άγριου τύπου αναπαράγει ή 2 από 3 ATM ανεπάρκεια επαναλήψεις

doi:. 10.1371 /journal.pone.0064779.s002

( PDF)

πίνακα S3.

81 ATM-εξαρτώμενη miRNAs. 81 microRNAs προσδιορίζεται ότι έχει μια σημαντική αλλαγή στην έκφραση στα ATM με ανεπάρκεια κυττάρων σε σύγκριση με τους ελέγχους άγριου τύπου. T-test

σ

≤0.05? Διπλώστε Αλλαγή +/- 1,5 ή μεγαλύτερη

doi:. 10.1371 /journal.pone.0064779.s003

(PDF)

Πίνακας S4.

1086 ATM-εξαρτώμενη mRNA. 1086 mRNA ανιχνευτές προσδιορίστηκε να έχει σημαντικές αλλαγές σε έκφραση ATM ελλειμματικά κύτταρα σε σύγκριση με τα κύτταρα ελέγχου άγριου τύπου. T-test

σ

≤0.05? Διπλώστε Αλλαγή +/- 1,5 ή μεγαλύτερη

doi:. 10.1371 /journal.pone.0064779.s004

(PDF)

Πίνακας S5.

40 miRNA και 202 στόχους mRNA. Λίστα 40 σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs με συσχετίζεται αρνητικά προβλεπόμενη στόχους mRNA και το mRNA 202 προβλεπόμενη στόχους με σημαντικές αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση. Η κατεύθυνση της αλλαγής (αύξηση ή μείωση) των ATM ελλειμματικών κυττάρων σε σύγκριση με τα κύτταρα WT ενδείκνυται τόσο για τις miRNAs (στήλη 2) και τους στόχους γονιδίου (mRNA) (στήλη 4)

doi:. 10.1371 /περιοδικό .pone.0064779.s005

(PDF)

Πίνακας S6.

Πιθανοί παράγοντες μεταγραφής στόχου. Μεταγραφή Παράγοντες που προσδιορίζονται ως πιθανοί στόχοι σημαντικά ρυθμίζονται miRNAs με τη χρήση της βάσης δεδομένων Μοριακής Υπογραφές GSEA

doi:. 10.1371 /journal.pone.0064779.s006

(PDF)

Πίνακας S7.

Εκπρόσωπος γονίδια σε συγκεκριμένες λειτουργικές κατηγορίες. Παραδείγματα των γονιδίων στόχων που εμπλέκονται στον καρκίνο, ρύθμιση του κύκλου των κυττάρων και DNA αντιγραφή, ανασυνδυασμός και επιδιόρθωση βασίζεται σε Ingenuity Διαδρομή Ανάλυση

doi:. 10.1371 /journal.pone.0064779.s007

(PDF)

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς θα ήθελαν να αναγνωρίσουν την NIEHS μικροσυστοιχιών Core και το NIH Τειχών αλληλουχίας πυρήνα για το έργο τους σε αυτό το χειρόγραφο. Επιπλέον, οι συγγραφείς θα ήθελαν την ευχαριστήρια δρχ. Paul Wade και Douglas Bell για τις χρήσιμες υποδείξεις τους και την κριτική αξιολόγηση του χειρογράφου.