Abstract
Genomisk abnormiteter som fører til tykktarmskreft (CRC) omfatter somatiske hendelser som forårsaker kopi antall avvik (CNAS) samt kopi nøytrale manifestasjoner som tap av heterozygositet (LOH) og uniparental disomy (UPD). Vi studerte den kausale effekten av disse hendelsene ved å analysere høyoppløselige cytogenetisk microarray data fra 15 tumor normal parede prøver. Vi oppdaget 144 gener påvirkes av CNAs. En undergruppe av 91 gener som er kjent for å være relatert CRC ennå høye GISTIC skårer indikerer 24 gener på kromosom 7, 8, 18 og 20 til å være det sterkeste relevant. Kombinere GISTIC rangering med funksjonelle analyser og grad av tap /gevinst vi identifisere tre gener i områder med betydelig tap (ATP8B1, NARS, og ATP5A1) og åtte i regioner av gevinst (CTCFL, SPO11, ZNF217, PLEKHA8, HOXA3, GPNMB, IGF2BP3 og PCAT1) som roman i deres tilknytning til CRC. Pathway og target forutsigelse analyse av CNA berørte gener og microRNAs, indikerer henholdsvis TGF-β signalveien for å være involvert i å forårsake CRC. Endelig LOH og UPD kollektivt påvirket ni kreftrelaterte gener. Transkripsjonsfaktor bindingsseter på regioner i 35% kopiantall tap /gevinst påvirket 16 CRC gener. Vår analyse viser pasientspesifikke CRC manifestasjoner på genomisk nivå og at disse ulike hendelser påvirker individuelle CRC pasienter annerledes
Citation. Eldai H, Periyasamy S, Al Qarni S, Al Rodayyan M, Muhammed Mustafa S, Deeb A , et al. (2013) Nye gener assosiert med tykktarmskreft er avslørt av High Resolution Cytogenetisk analyse hos en pasient bestemt måte. PLoS ONE 8 (10): e76251. doi: 10,1371 /journal.pone.0076251
Redaktør: Jörg D. Hoheisel, Deutsches Krebsforschungszentrum, Tyskland
mottatt: 30 mars 2013; Godkjent: 22 august 2013; Publisert: 30 oktober 2013
Copyright: © 2013 Eldai et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Denne studien ble støttet av en forskningsstipend # RC10 /083 tildelt MAA av kong Abdullah International Medical Research Center. Alle forfatterne er ansatt av kong Abdullah International Medical Research Center eller National Guard Helsedirektoratet. Begge institusjonene er en del av kong Abdul Aziz Medical City. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
tykktarms~~POS=TRUNC kreft~~POS=HEADCOMP er en av de mest utbredte kreftformer og er en verdensomspennende helse bekymring [1]. Det er den vanligste typen av kreft i Asia [2]. Forekomsten av CRC er økende blant lokalbefolkningen i Saudi-Arabia som sett av over en tre-fold forekomst økning i menn fra 3,2% [3] til 11,2% [4] i rundt 7 år. En parallell trend hos kvinner er observert med en økning fra 2,7% [3] til 8,8% [4] for samme periode.
De genomiske hendelser sto for tap /gevinst av kromosomer, tap av heterozygositet, uniparental disomy etc. er vel kjent for å ha en sterk korrelasjon med CRC og utfelling av genkopitallet endringer [5], [6], [7]. På funksjonsnivå, flere gener ordningen utbruddet, progresjon og metastasering av CRC [8]. Som andre kreftformer; graden av kopitall aberrasjoner er korrelert med forekomsten og alvorligheten av CRC samt prognose og sykdommen tilbakefall [9], [10]. Områder i kopitall gevinster og tap kan påvirke genene kritiske i kreftutvikling og avsløre prediktive markører som er bestemmende for svar /resistens mot behandlingen [2], [11]. Som vi setter pris på heterogenitet av disse hendelsene i pasient bestemt måte; Vurderingen av kopitall profiler kan brukes i tilpasser behandlingstilbud til pasienter og effektivisering forbehandling planlegger [5].
Flere studier utforsket etno-geografiske aspekter av CRC svulster og avslørte antatte populasjonsspesifikke mønstre til kromosom avvik, derfor, noe som tyder etnisk og regional basis til CRC [2], [12], [13], [14], [15]. Den raske økningen i forekomsten av CRC i Saudi-Arabia impels å utnytte avanserte genomiske teknikker for å studere tumor-assosiert funksjoner og formidle nyttig innsikt til de nasjonale smittevernstrategier. Selv om en relevant studie som undersøker kjøringer av homozygosity (ROH) eliminert felles opphav som en risikofaktor som disponerer for CRC i den lokale befolkningen [13], et funn basert på bevis fra vurdering av et betydelig større og ut avlet befolkningen [15], ennå en omfattende karakterisering av CRC i den lokale befolkningen mangler fortsatt. Involvering i CRC av hendelser, for eksempel LOH, UPD og CNAs forblir stort sett uutforsket i en integrert form.
Array komparativ genomikk hybridisering (aCGH) avslører regioner i molekylær betydning for kreft etiologi, prognose og remisjon med eksemplar klarhet men det er umulig å oppdage kopi nøytrale konsekvenser som UPDs [16], og det er vanskelig å måle brennkromosom hendelser.
En fersk tillegg til cytogenetikk er Cytoscan HD (Affymetrix) arrays der integrering og etterforskning av ulike innsikt til CRC er mulig. Kombinasjonen av enkeltnukleotidpolymorfi (SNP) basert og ikke-polymorfe prober i denne matrisen utforming tillate avdekkingen kopi nøytrale hendelser så vel som andre genomiske avvik. Det er mulig å få på genom innsikt i CNV, LOH og UPDs og omgå de iboende svakhetene konvensjonelle aCGH [17], [18]. Evnen til å analysere data for ulike typer av kromosom hendelser generert fra en enkelt plattform gir bedre nøyaktighet.
Heri vi undersøkt kromosomavvik som kan være forbundet med utbruddet av CRC. Ved å sammenligne tumor normal vev parene i en pasient-klok måte, understreker vi på å redusere heterogenitet, hindre krysslagt generaliseringer og fokusere på individuelle fagspesifikke arrangementer som skiller kreftceller fra sine friske kolleger. For å oppdage regionene kromosomkopitall stoppunkter og vurdere potensialet av gener i dem å kjøre kreft vi gjennomført to tilnærminger: Circular Binary Segmentering (CBS) [19] og Genomisk Identifisering av vesentlige mål i Cancer (GISTIC) [20].
Så langt vi kjenner til, er denne studien første forsøk omfattende utforske CRC forbundet kromosomavvik i en lokal kohort hjelp Cytoscan HD matrise som gir svært høy oppløsning fanger for nedstrøms beregnings analyser. Vi rapporterer våre funn på funksjonalitet av gener som påvirkes av kromosomavvik inkludert kopi nummer gevinster og tap, LOH og UPD samt transkripsjonsfaktorbindingsseter som faller innenfor disse områdene.
Materialer og Metoder
Etikk uttalelse
studiet er godkjent av etisk komité og Institutional Review Board (IRB) av kong Abdullah International medisinsk forskningssenter etter nøye gjennomgang prosessen med de etiske aspektene ved forslaget. De nødvendige prosessuelle og etiske samtykkeerklæring ble undertegnet av hver pasient før prøvetakingen.
Prøvetaking
Tretti biopsier ble kjøpt fra 15 Saudi pasienter (seks menn og ni kvinner) presentere for foreløpig CRC diagnose. Alle sakene ble samlet uavhengig av kirurgisk scenen eller histologisk grad. Hver Hematoxylin og eosin (H E) farget Saken ble anmeldt av en bord-sertifisert patolog for å bekrefte prøven sin histologisk konsistens med kolon adenokarsinom og at tilstøtende normale prøven inneholdt ingen tumorceller. Seksjonene ble pålagt å inneholde 60% tumorcellekjerner for inkludering i studien. Kohorten besto av pasienter som ikke har hadde gjennomgått noen kjent CRC-relaterte klinisk intervensjon før tidspunktet for biopsier oppkjøpet
Prøve Processing DNA Extraction
Paret prøve av svulsten og tilstøtende normal slimhinne tatt fra 2 cm fra hverandre ble samlet inn. Hver kreftprøve veide mellom 10-30 mg. Den vevsprøver ble lagret i RNAlater (Ambion) ved 4 ° C i 24 timer; etterfulgt av frysing og videre lagring ved -20 ° C. CRC – positive prøve parene ble deretter valgt for DNA-ekstraksjon av NucleoSpin Trio Kit (MACHEREY-NAGEL, Tyskland). Kvalitet og kvantitet sjekker ble utført av Nanodrop (Thermo Fischer Scientific).
Data Generation hjelp Cytogenetikk Array.
Cytoscan HD matriser sammen med komplett kit ble kjøpt fra Affymetrix (Affymetrix Inc., USA ). Anbefalt DNA-amplifikasjon sett ble oppnådd fra Clontech (Clontech Laboratories Inc., USA). Leverandørens protokollen ble fulgt for forsterkning, hybridisering, vasking og flekker trinn. Arrays ble skannet med 7000G skanner fra Affymetrix. Dataene som er omtalt i denne publikasjonen er deponert i NCBI Gene Expression Omnibus og er tilgjengelig gjennom GEO-serien sjonsnummer GSE 47204.
Data Analysis
Vi fulgte en case-control analyse strategi der emnet fungerte som donor av både kontroll og svulstvev. De tumor normal sammenligninger ble dermed gjennomført mellom homogene prøver.
CNV, LOH og UPD analyse.
Nexus Kopier nummer 6.0 (Biodiscovery, Inc., CA, USA) ble brukt for å vurdere genom brede kopi nummer frekvenser for de 15 pasientene. Videre Aroma.affymetrix [19] – en annen CBS implementering som en del av BioConductor er DNACopy bibliotek og tilhørende TumorBoost algoritme (som normal allel bestemte kopierings tall for tumorprøver med sammenkoblede normaler) ble også brukt til å identifisere genomiske hendelser. Vi innhentet i samsvar resultater fra begge implementeringer.
Kombinasjonen av Cytoscan HD høye oppløsning og grundig analyse av Nexus Kopier nummer tillater oss å fange opp selv de minste genomiske hendelser. Frekvensterskelen parametrene som brukes for analysen er 0,2 for vinning, 0,6 for høy gevinst, -0,2 for lite tap og -1,0 for stort tap. En minimumsgrense på 500 kb ble anvendt for å påvise disse hendelsene. Informasjon om transkripsjonsfaktor bindingsseter ble hentet fra Open Regulatory Merknader Database (ORegAnno, www.oreganno.org) [21]. miRNA mål Analysen ble utført ved hjelp av mikroRNA integrasjon system for Target Gene prediksjon (MIRSYSTEM) programvareversjon 20130328 tilgjengelig på https://mirsystem.cgm.ntu.edu.tw/
GISTIC analyse.
kombinere GISTIC (Genomisk Identifisering av vesentlige mål i Cancer) scorer ranking og topper i kopiantall av genomiske regioner vi identifisert de genene i henhold til annotering av det menneskelige genom montering GRCh37 /hg19.
Gjennom Nexus Kopier nummer vi gjennomført GISTIC analyse. G-score relé betydningen av gener å kjøre kreft ved å veie regioner av avvik mot sannsynligheten for tilfeldig forekomst [20]. G-score for regioner som oppdages av CBS ble undersøkt. Vi merket som betydelig en region av en score over 2.
Funksjonell Pathways og Network Analysis.
Den funksjonelle og biokjemisk analyse for et sett med 144 gener hentet fra de berørte kromosomale regioner ble gjort ved hjelp av oppfinnsomhet Pathway Analysis-IPA (Ingenuity® Systems, www.ingenuity.com).
Funksjonsanalyse
Funksjoner og sykdommer mest betydnings til datasettet ble identifisert ved å spørre den eksperimentelt validert oppfinnsomhet Knowledge Base. Sannsynligheten for at hver funksjon /sykdom som skjedde ved en tilfeldighet alene ble beregnet ved Høyre-tailed Fishers eksakte test med en terskel på 0,05.
Canonical Pathway Analysis
Pathways mest relevant for datasettet ble identifisert ved IPA bibliotek av kanoniske baner i Ingenuity Knowledge Base
betydningen av sammenhengen mellom datasettet og den kanoniske veien ble målt på 2 måter:. 1) Et forhold mellom antall molekyler fra datasettet som kartlagt til veien dividert med det totale antall molekyler som er tilordnet til den kanoniske pathway. 2) Sannsynligheten for at sjansen alene forklarer sammenhengen mellom gener i datasettet og de kanoniske trasé ble beregnet gjennom Fishers eksakte test.
Nettverk grafisk representasjon
To lister over genene ble brukt til å skape nettverk : den første består av 144 gener og andre basert på høye GISTIC rekkene og CNV rekkevidde. Grafisk fremstilling av den trasé stilling genet i knutepunkter av ulike former og den biologiske forholdet mellom hvilke som helst to noder er en kant. Alle kanter er understøttet av minst en referanse fra litteraturen, fra en lærebok, eller fra kanonisk informasjon som er lagret i den Ingenuity® kunnskapsbase. Knuter figurer representerer funksjonsklasse av genproduktet.
Nettverk Generation
Hver identifikator i vår liste ble kartlagt til den tilsvarende objekt i Ingenuity® Knowledge Base. Ut fra forsøksrapporter denne analysen filtrerer tilsvarende gener og relasjoner som finnes i dataregisteret bare mennesker. Så bare de Nettverks Kvalifiserte Molekyler ble lagt over et globalt molekylære nettverk utledet fra informasjon i Oppfinnsomhet Knowledge Base. Nettverk av nettverks Kvalifiserte Molekyler ble deretter algoritmisk generert basert på deres tilkobling.
Resultater
Analyse av tumor normal par avslører forventet kromosomkopitall avvik ennå viser pasientspesifikke variasjoner. Foreløpige bevis spår involvering av elleve tidligere urapporterte gener i kolorektal kreft Non-kopi-nummer knyttet hendelser vi beskriver inkluderer LOH og UPD som kan påvirke regulatoriske elementer og kreftrelaterte gener.
Betydelig kromosom nummer Avvik
Samlet gevinst dominerte kromosomer 7, 8Q, 12, 13, og 20Q mens tapene var vanlig i kromosomene 1, 6, 10, 14q, 17p, 18, og 21. Den korte armen av kromosom 4 er nok et litt tapt region, de avvik der og de i kromosom 6 og 10 var hyppig i den kvinnelige gruppen.
En sammensatt syn på alle de parvise sammenligninger er gitt i (figur 1A). En rask titt på kjønn kloke clustering av resultatene viser flere regioner av tap hos kvinner (n = 9) enn menn (n = 6) med variabel størrelse (figur 1B)
A:. Prosent av kopiantall gevinster og tap i tumorprøver sammenlignet med normal tilsvarende vev for alle kromosomene i femten forsøkspersonene. Tap er merket med rødt under grunnlinjen mens gevinster er representert i Blue barer over grunnlinjen. Sirklet kromosomtall (12 og 14) gjenspeile hendelser av tap og gevinst utelukkende observert i vårt datasett. B: Kjønn klok kopi nummeret endres i sammenheng med generelle CNAs. Den liten tap på kort arm av kromosom 4, hele kromosom 6 og 10 er hyppig i den kvinnelige gruppen
Sammenligning av grad og frekvens av tap ser vi at høy kopi gevinster er mer enn homozygote kopierings tap (21 gevinster vs 14 tap). Omfanget av gevinster er derfor høyere. Men vi ser også at kromosom tap skjedde med mer frekvens enn gevinster (285 tap vs 273 gevinster). Tabell 1 lister opp observasjoner for hver pasient og kjønn gruppe. Tolv individer viste tegn på kopitall gevinster og tap. Selv om tap og gevinster ble observert i alle kromosomene, unike kromosom trender dukket opp for hver pasient og kjønn gruppe. Tabell 2 sammen våre funn mot tidligere publiserte rapporter.
Tap av heterozygositet (LOH) og Uniparental Disomy (UPD)
I tillegg til kromosomkopinummerendringer, tumor- normale sammenligninger avsløre pasientspesifikke kopi nøytrale hendelser. Vi ser LOH i seks tilfeller; fem av disse har UPDs. Også, fem av disse pasientene har LOH /UPD hendelser på flere mikroRNA områder som vist i figur 2 A og B for kromosomer 4 og 17 i prøven 9F. Target genet analyse av berørte mirnas viser deres sannsynlige effekt på veier som er relevante for tykktarmskreft. Vi fant MAPK, WNT og TGF-β signalveier blant de beste scorers over en cutoff på 0,5 (Figur 2C). Komplett liste over alle miRNA mål og deres score er oppført i Tabell S1
A:. Segment UPD hendelser som spenner over flere mikroRNA regioner i kromosom 4 i pasient 9F. B: LOH arrangement i kromosom 17 i den samme prøven ovenfor. LOH er forbundet med kopieringstallvariasjoner. C: Target Tippe analyse av miRNAs vise den sannsynlige involvering av kjente signalveier i tykk- og endetarmskreft. Y-aksen representerer den numeriske resultatet indikerer prediktiv verdi. D: TPM3 og MUC1 påvirkes av UPD hendelser i pasient 7F. E:. MYC regionen opprett LOH hendelser og kopiere gevinster i pasient 10F
Pasient klok, UPD hendelser er hyppigere (totalt hendelser = 15) enn LOH hendelser (totalt hendelser = 7). Noen pasienter viste omfattende segmental UPDs (i.e.7F) mens andre (i.e.10F) viste dominerende LOH; en plausibel indikasjon på ulike pasientspesifikke kopi nøytrale påvirkninger på mekanismer som fører til CRC.
Across pasienter ni kreftrelaterte gener finnes i områder plyndret av LOH og UPD. Tropomyosin 3 (TPM3), mucin 1, celleoverflaten forbundet (MUC1), Thrombospondin 3 (THBS3), CBL proto-onkogen, E3 ubiquitin protein ligase B (CBLB), v-maf musculoaponeurotic fibrosarkom onkogen homolog (fugleinfluensa) (MAF), v-maf musculoaponeurotic fibrosarkom onkogen homolog (fugleinfluensa) (FBXW7) havnen UPDs og Cyclin D (CCND2), PCAT1 og V-myc myelocytomatosis viral onkogen homolog (fugleinfluensa) (mYC) har LOH hendelser (Figur 2 D E). Disse hendelsene, lengden av de berørte områdene og genene innenfor er oppsummert i tabell 3. Den kromosomale display for resten av de seks tilfeller er inkludert i Figur S1. Den funksjonelle betydningen av disse genene ble bestemt ved å utføre nettverksanalyse som vist i figur S2.
Effekt på transkripsjonsfaktorer bindingsseter (TFBS)
Vi filtrert for TFBS perifert til + /-35% kopitall avvik, som er standard grenseverdi brukes i Nexus Kopier nummer 6.0. Hvert kromosom med berørte TFBS for de respektive genene er vist i figur 3A. Kromosomene 7, 14, 20, 21 og X inneholdt CRC-relaterte treff i tillegg til mange andre. Funksjonell analyse av disse genene støtter deres involvering i CRC og TGF-β signaliseringsreaksjonsvei som er vist i figurene 3B BCAS1 har høyest G-poengsum blant alle 144 gener
A:. Amplitude av gevinster og tap avsløre 144 gener i ulike GISTIC score på tvers av alle kromosomer (nummerert tilsvarende). Piggene i nedtonet regionene berikelse tilsvarer GISTIC score for gener i disse regionene. B: Molecular nettverk av gener påvirket av betydelig kopitall avvik i tumorprøver. Disse hendelsene ble plassert på kromosom 7, 8, 18 og 20. 11 av 24 gener viser ingen sammenheng med kolorektal kreft funksjon. Dette er i konformasjon med GISTIC analyse med unntak av G-score på TSHZ1. Heltrukne linjer mellom noder indikere direkte molekylær interaksjon mellom knyttet gener i forhold til CRC. Funksjoner er indikert med figurer: enzymer (ruter), cytokiner (firkanter), kinaser (trekanter), transkripsjonsfaktorer (horisontale ovaler), trans reseptorer (vertikale ovaler), transportører (trapeser) og andre (sirkler)
G-score for mange av de avvik effektuert i andre gener i kromosom 20 er så langt som tre standardavvik over G-resultatet betyr; et område som fortsatt er høyere enn den umiddelbart neste øverste G-poengsum region (dvs. q42.21 på kromosom 8 husing PCAT1).
PCAT1 har en gevinst på 46,67% i vårt materiale, og det er den eneste gen i kromosom 8 med en så fremragende G-poengsum. På kromosom 7, seks genene hadde betydelige GISTIC Stillingen av hvilken interleukin 6 (IL6) og inhibin, p A (INHBA) er kjent for å være assosiert med CRC (tabell 4).
oppfinnsomhet pathway analyse (IPA) utleder at 12/24 gener i kromosom 7, 8, 18 og 20 er sammenkoplet og forbundet med CRC. Den funksjonelle implikasjon av de høye G-rille gener og deres nettverkstilkobling er portrettert i 4B. Bemerkelsesverdig, elleve av de totalt 24 gener ble ikke direkte forbundet med CRC i henhold til IPA database.
Tabell S3 viser alle de 144 genene kromosom steder og grader av gevinst og tap, samt betydningen score.
funksjonelle analyser av GISTIC filtrert gener
Gjennom IPA vi vurdert den funksjonelle manifestasjon av disse 144 gener. Analysen relatert disse gener til kreft og gastrointestinal sykdom med høy statistisk sikkerhet (-log p-verdi = 55), etterfulgt av cellulær differensiering, bevegelse og andre funksjoner (fig S3A)
Pathway analyse av disse. gener viste sitt engasjement i hepatisk fibrose og CRC metastasesignalering. Humane embryonale stamceller pluripotency og RAR signale hadde også høy statistisk signifikans med en negativ log p-verdi = . 5 (figur S3b)
Den øverste scoring nettverk (statistisk poengsum = 40, fokusere molekyler = 24) for dette settet med 144 gener består av SMAD familien (SMAD2, 3, 4 7) og andre som er kjent for å være involvert i kreft og en rekke Gastrointestinale sykdommer (figur S3C)
Diskusjoner
Denne studien tar sikte på å ta opp to viktige spørsmål knyttet til cytogenetikk av CRC. For det første er det et felles mønster av somatiske kromosomforandringer som fullt ut preger CRC? For det andre, hva er sannsynlige mediatorer av funksjonelle effekten av somatiske kromosomforandringer i CRC kreftceller?
For å oppnå dette har vi ansatt pasienten tumor normal sammenligning modell. Våre resultater vellykket representerer den unike naturen i kromosom hendelser i hver pasient og i samsvar med de observasjoner som er rapportert av andre grupper, men med ny innsikt. Vi utnyttet potensialet i en ny cytogenetisk microarray plattform i stand til å gi høy oppløsning molekylære data for å identifisere kromosom antall avvik (gevinster og tap), LOH og UPD. Begrensningene av tidligere molekylær cytogenetikk mikromatriser gjorde det umulig å studere alle hendelser i et enkelt eksperiment. Vår enestående evne til å observere alle disse hendelsene ved hjelp av en enkelt plattform minimerer variasjon som følge av datagenerering ved hjelp av ulike metoder.
Med et mål å forstå årsaks virkningene av ervervet somatiske endringer som skiller kreftceller fra normale, vi sammenlignet cytogenetics profilen til en pasients tumor med sin egen normale celler avledet fra tilstøtende mucosa. Denne tilnærmingen er nå anerkjent som mer relevant [5] i motsetning til den i tumorprøver som er gruppert sammen for sammenligning mot en gruppe av normale prøver ikke nødvendigvis fra det samme pasient [22], [23].
Mens vår studie var i gang, ble en forskningsartikkel publisert av The Cancer Genome Atlas Nettverk [24]. Det forsøkte å gi en integrert molekylær karakterisering av tykktarm og endetarmskreft. Vi brukte en annen plattform og forsøkspersonene. Dette gir en mulighet til å utforske tidligere funn for translasjonsforskning verdier fra et perspektiv av fag-messig cytogenetiske hendelser. En oppsummert mønster av de somatiske kromosomkopitall avvik utledet fra femten pasienter ble innhentet ved hjelp av CBS.
Kopien antall endrer vi observert skje på alle kromosomene som representerer mangfoldet av molekylære kandidater putatively involvert i tumordannelse via ulike mekanismer. Våre funn er i samsvar med tidligere funn som identifiserer gevinster som dominerende i kromosomene 7, 8Q, 13, 20Q og X mens tap å være vanlig i kromosomene 1, 8p, 17p, 18, og 21. Videre, med hjelp av den høye oppløsning matrise vi er i stand til å rapportere flere regioner på 14q som frakter ervervet somatisk CNAs. Tap av heterozygositet hendelser på 14q12-13 og 14q32 hadde tidligere vært forbundet med metastatisk tilbakefall av tidlig stadium CRC [25], men er ikke knyttet til CNAs i den innledende fasen. Tap av 1p har vært assosiert med metastatisk CRC med en økt frekvens og er rapportert i ikke-metastaserende CRC og [26]. Andre rapporter om kopitall tapene har innblandet kromosom 5 [5] og 15 [27]. Disse resultater understøttes av tidligere studier som sammenfattet i tabell 2.
LOH og UPD forekomme vilkårlig gjennom hele kromosomer. De påvirker ulike pasienter på forskjellige brennpunktene og bidra til onkogenese, prognose /tilbakefall og metastasering hvis de kompromittert tumorsuppressorgener. Deres utilsiktet naturen garanterer en innen-faget leting etter hvert fag presenterer et unikt tilfelle i form av LOH natur, frekvens og berørte regionene. I vår studie var hyppigheten av UPD var mer enn dobbelt som for LOH. LOH hendelser som påvirker tumorsuppressorgener (TSGs) antas å være et viktig steg i CRC kreftutvikling. Selv om flere studier forsøkt å etablere alle TSGs i de områdene av LOH; Listen over påvirkede områder vokser at det er vanskelig å enheten et mønster. Snarere våre observasjoner bedt om å vurdere disse genomiske hendelser for hver pasient individuelt og understreke begrepet personlig behandling /diagnose tilnærminger. I en integrert cytogenetisk kartet ved Mao et al [28] regionene 8p, 17p og 15Q kamp med våre funn i noen pasienter hvor 8p22 og 15q13.1-13.2 viste UPD. Interessant, ingen av disse regionene havnen kjent kreftgener.
Med et mangfoldig sett av CNAs og LOH skjer på en unik måte hos enkelte pasienter kan vi svare på det første spørsmålet i negativ og understreker viktigheten av unikhet av en pasientens genomisk landskapet.
Vi har lagt en ny dimensjon til effekten av LOH /UPD ved å beskrive mirnas forbundet med respektive regioner. mirnas kan tjene som bedre terapeutiske mål enn de berørte regionene. Som det fremgår av miRNA mål-analyse effekten av LOH /UPD på mirnas kan føre til at det påvirker avgjørende trasé som WNT og TGF-β signalering. Selv om de fleste av LOH regionene omfatter kjente kreftgener inkludert MYC, er det noen områder som fortsatt igjen uutforsket. Forholdet mellom LOH hendelser og deres effekt på miRNA profiler er i stor grad uncharacterized spesielt i CRC. En fersk rapport forsøkt å skape et helhetlig bilde rettet mot å finne et generelt mønster i akutt lymfatisk leukemi [29]. En lovende område for videre forskning er å utforske sammenhengen mellom LOH påvirket kreftgener og mirnas.
Temaet for pasienten individualitet i form av kromosomavvik er gjentatt av hvordan resultatene for hver pasient avkastning et unikt sett av hendelser påvirker forskjellige gener, så vel som mirnas. Gitt nærhet av SNP prober som brukes i denne plattformen genene påvirket er færre i antall sammenlignet med tidligere studier der LOH og UPDs ble rapportert i større størrelser. Selv om SNP-typing matrise-basert CNA og LOH analyser er rapportert for CRC, informasjon om gener involvert direkte i slike CNA og LOH er knappe [30].
Nettverk av gener påvirkes av LOH samt UPD foreslå eksistensen av ingen kjente interaksjoner mellom dem og vise FBXW7 og MUC1 er tungt involvert i ulike aspekter av tumorigenesis. FBXW7 er en kjent tumor suppressor [31] men tilstedeværelsen av MUC1 i UPD regionen er overraskende ettersom det er et velkjent onkogen. Søker sammenhenger mellom gener påvirkes av LOH og UPD hendelser vi funnet at MYC ble påvirket av FBXW7 og MUC påvirket CCND mens PCAT ikke er kjent for å samhandle med andre molekyl i nettverket. Tilstedeværelsen av MUC1 onkogenet i UPD berørte området kan forklares på bakgrunn av rapporter implicating MUC1 i å undertrykke celleformering ved hjelp av en kompleks mekanisme [32]. Den funksjonelle effekten av LOH og UPD på følgende genområder fortjener dermed ytterligere validering og karakterisering.
For å kunne vurdere de globale konsekvensene av CNAs og studere mulige formidlere av sin effekt, vi analyserte transkripsjonsfaktor bindingsseter som er innen CNA regioner. Tilstedeværelsen av TFBS tilsvarer CRC relaterte gener i de områdene av tap /gevinst indikerer en sannsynlig mekanisme for funksjonell manifestasjon av kromosomavvik observert i tumorceller. Berørte områder på kromosomene 7,14,20,21 og X inneholder TFBS knyttet til 16 gener. Disse genene ble funnet å være assosiert med kreft og gastrointestinale sykdommer. Interessant, TGF-β signale var en signifikant påvirket svei. Dette resultatet resonerer med funksjonsanalyse av GISTIC identifisert gener der SMAD familien ble funnet å spille en betydelig rolle i å påvirke funksjoner og veier. Dessuten viser miRNA mål prediksjon analyse TGF ß å bli betydelig påvirket. Denne analysen gir et annet perspektiv på de plausible funksjonelle effekter av at det går TFBS av CNAs og understreker viktigheten av ikke-kodende regioner i kreft initiering.
