Abstract

Πεδίο σχηματισμός καρκίνου

στο επιθήλιο αεραγωγού έχει ολοένα και εξετάστηκαν για να κατανοήσουν πρώιμη παθογένεση του μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα. Ωστόσο, η έκταση του πεδίου των σχηματισμός καρκίνου σε όλη την αεραγωγούς των πνευμόνων είναι ασαφής. Εδώ επιδιώξαμε να προσδιοριστεί η διαφορική γονιδιακή και εκφράσεις microRNA που συνδέονται με τον τομέα των σχηματισμός καρκίνου στις περιφερειακές επιθηλιακά κύτταρα των αεραγωγών των ασθενών με αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα. Λάβαμε περιφερική βουρτσίσματα αεραγωγού από τους ελέγχους καπνιστής (n = 13) και από το ετερόπλευρο πνεύμονα στον όγκο σε ασθενείς με καρκίνο (n = 17). Πραγματοποιήσαμε γονίδιο και την έκφραση microRNA προφίλ σε αυτά τα επιθηλιακά κύτταρα του περιφερικού αεραγωγών χρησιμοποιώντας Affymetrix GeneChip και TaqMan Array. Ολοκληρωμένη γονιδίων και ανάλυση microRNA έγινε για τον εντοπισμό σημαντικών μοριακών οδών. Εντοπίσαμε 26 mRNAs και 5 miRNAs που ήταν σημαντικά (FDR miR-483-5p, με 2,5 φορές αλλαγή (

σ

= 0,014) με RT-PCR έναντι 4,1 φορές αλλαγή (

σ

& lt? 0.0001) με συστοιχία TaqMan? και miR-374Α, με 1,3 φορές αλλαγή (

σ

= 0,24) με RT-PCR έναντι 1,9 φορές αλλαγή (

σ

= 0.001) με συστοιχία TaqMan (Σχ. 2C-D) . MiRNA-375 ήταν κάτω-ρυθμίζονται, με 0,8 φορές αλλαγή (

σ

= 0,21) με RT-PCR έναντι 0,3 φορές αλλαγή (

σ

= 0,002) από συστοιχία TaqMan. οι καμπύλες συσχετισμού μεταξύ των δεδομένων RT-PCR και τα δεδομένα πίνακα TaqMan για τα επιμέρους θέματα που φαίνεται στο S7 Εικ. Είναι σημαντικό ότι, διαφορές στην έκφραση miRNA ήταν στην ίδια κατεύθυνση και για τις δύο μεθόδους. Ωστόσο, το μέγεθος της διαφοράς μεταξύ ασθενών και μαρτύρων ήταν μεγαλύτερη για τα δεδομένα πίνακα TaqMan.

Ολοκληρωμένη mRNA και ανάλυση miRNA εντοπίζονται το ΕΚΚ /ΜΑΡΚ Διαδρομή

Για να διερευνήσουν περαιτέρω τις οδούς που σχετίζονται με το προσδιορίζονται οι αλλαγές στη αμέτοχος επιθηλιακά κύτταρα του περιφερικού αεραγωγών από ασθενείς με καρκίνο σε σχέση ελέγχου καπνιστής, έχουμε ολοκληρωμένη διαφορικά εκφρασμένων δεδομένων miRNA με τις συσχετίζεται αρνητικά προβλέψει στόχους mRNA από αυτούς τους 30 ασθενείς για ανάλυση. Υποθέτοντας μεγαλύτερη στατιστική ισχύ, με την ενσωμάτωση των miRNAs και mRNA δεδομένων, επιλέξαμε συσχετίζονται αρνητικά miRNAs και mRNAs με FDR & lt? 0,15. Ένα σύνολο από 24 miRNAs και 67 mRNAs ανιχνευτές επιλέχθηκαν μετά το φίλτρο, που παράγουν 102 ζευγάρια miRNA-mRNA (S6 Πίνακας). Χρησιμοποιώντας την ανάλυση του προγράμματος IPA, εντοπίσαμε τα κορυφαία βιολογικές λειτουργίες αυτών των ζευγών miRNA-mRNA ως εμπλεκόμενο στην κυτταρική ανάπτυξη (

σ

= 7.8×10

-8, 38 μόρια), κυτταρική ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό (

σ

= 2.5×10

-7, 43 μόρια), κυτταρικό θάνατο και την επιβίωση (

σ

= 1.1×10

-6, 44 μόρια), κυτταρική κίνηση (

p

= 3.1×10

-5, 31 μόρια), και του κυτταρικού κύκλου (

σ

= 2.6×10

-5, 19 μόρια). IPA γενιάς δίκτυο που ορίζεται ότι η πλειοψηφία αυτών των mRNA και miRNAs (54 μόρια) έχουν σε δίκτυο με το εξωκυτταρικό σήμα ρυθμιζόμενης κινάση /ενεργοποιείται από μιτογόνο πρωτεΐνη κινάση (ΕΚΚ /ΜΑΡΚ) (Σχ. 4), το οποίο αντιπροσωπεύει ένα σύνθετο συγχώνευσης 3 κορυφαία δίκτυα αλληλεπίδρασης βασίζεται σε «βαθμολογία του δικτύου.» Αυτή η ανάλυση ανώτερης τάξης ήταν σε θέση να προσδιορίσει μια προηγουμένως γνωστή οδό ογκογόνο σηματοδότηση, ΜΑΡΚ, στον τομέα μικρών αεραγωγών των σχηματισμός καρκίνου, γεγονός που υποδηλώνει ότι η αλληλεπίδραση μεταξύ του mRNA και miRNA μπορεί να είναι σημαντική στον τομέα των σχηματισμός καρκίνου .

ΙΡΑ χρησιμοποιήθηκε για να δημιουργήσει ένα δίκτυο μορίων από mRNA και miRNA που ήταν σημαντικά διαφορετικό σε πεδίο περιφερική αεραγωγών των σχηματισμός καρκίνου σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα σε σύγκριση με μάρτυρες καπνιστή. Αυτό το σύνθετο δίκτυο συγχώνευση τρία κορυφαία δίκτυα βασίζονται σε «βαθμολογία δίκτυο», το οποίο συγκλίνει επί της οδού των ERK /ΜΑΡΚ: ειδικά συγχώνευση στην εξωκυττάρια κινάσες σήματος που σχετίζονται με 1 και 2 (ERK1 /2), c-Jun Ν-τερματικές κινάσες (JNKs) και p38 κινασών υποοικογένεια. Κόκκινο είναι up-ρυθμίζεται και πράσινο ρυθμίζεται προς τα κάτω.

Η

miRNA και mRNA συσχέτιση της έκφρασης προσδιορίζει την αλληλεπίδραση miR-374Α και ASCL1

Για να χαρακτηριστεί περαιτέρω αλληλεπίδραση miRNA-mRNA στο περιφερικό αεραγωγών τομέα των σχηματισμός καρκίνου, διερευνήσαμε ειδικές κληρώσεις miRNA-mRNA. VOSA και οι συνεργάτες του εντόπισαν miR-374Α ως προγνωστικό βιοδείκτη σε στάδιο μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του στις αρχές του πνεύμονα [21]. Εντοπίσαμε επίσης miR-374Α ως διαφορικά εκφρασμένων miRNA στον τομέα μικρών αεραγωγών των σχηματισμός καρκίνου? έκφρασή του αυξήθηκε σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα σε σύγκριση με τους μάρτυρες καπνιστής (Εικ. 3). Χρησιμοποιεί διαθέσιμη στο κοινό πρόγραμμα πρόβλεψης στόχο miRNA, Miranda, ψάξαμε για πιθανούς στόχους του miR-374. Ένας από τους στόχους προβλεφθεί, ASCL1, μέλος γονίδιο των βασικών έλικας-βρόχου-έλικας παράγοντες της οικογένειας μεταγραφής, αναγνωρίστηκε επίσης στη μελέτη μας, όπως εκφράζεται διαφορικά. Ποσοτική RT-PCR επιβεβαίωσε τα αποτελέσματα των μικροσυστοιχιών μας (συσχέτισης του Pearson = 0,47, p = 0,04) (S7 σχήμα). Όταν συσχετίζονται το miR-374Α και ASCL1 ποσοτικές εκφράσεις RT-PCR σε κάθε άτομο, βρήκαμε μια σημαντική αρνητική συσχέτιση (p = 0,013), όπως αναμένεται με ζευγαρώματα miRNA-mRNA (Εικ. 5.) Ενώ υπάρχει σημαντική βιβλιογραφία που περιγράφει η λειτουργία του ASCL1, λίγα είναι γνωστά για miR-374Α. Γνωρίζουμε ότι ASCL1 είναι σημαντική για την ανάπτυξη πνευμονικής νευροενδοκρινών κυττάρων, των πνευμόνων επισκευή τραυματισμό, δυσπλασία των αεραγωγών, και νευροενδοκρινείς διαφοροποιούνται παθογένεια του καρκίνου του πνεύμονα [22-24]. Υπάρχουν κάποιες ενδείξεις ότι το χαμηλό επίπεδο έκφρασης miR-374Α σε μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα σχετίζεται με κακή επιβίωση, γεγονός που υποδηλώνει ότι μπορεί να έχουν αποτέλεσμα καταστολής όγκου. Υποθέτουμε ότι miR-374Α είναι επάνω ρυθμίζεται στον τομέα της σχηματισμός καρκίνου, και με τη σειρά κάτω ρυθμίζει παράγοντα μεταγραφής ASCL1, το οποίο μπορεί να αντιπροσωπεύει μία αντίδραση των επιθηλιακών κυττάρων στην παρουσία όγκου στον πνεύμονα? ενδεχομένως αντιμετώπιση και /ή πρόληψη της μετάστασης του όγκου. Θα ήταν σημαντικό να διερευνηθεί περαιτέρω ο μηχανισμός με τον οποίο αυτή η αλληλεπίδραση επηρεάζει την εισβολή του όγκου.

Ποσοτική RT-PCR για miR-374Α και ASCL1 πραγματοποιήθηκαν σε επιθηλιακά κύτταρα του περιφερικού αεραγωγών του κάθε ατόμου (n = 17 ασθενή με καρκίνο και n = 13 έλεγχοι καπνιστή) για να επιβεβαιώσετε miRNA-mRNA αρνητική συσχέτιση στον πίνακα. Επιβεβαιώνουμε ότι η έκφραση ASCL1 σχετίστηκε αρνητικά με την έκφραση miRNA-374Α σε επιθηλιακά κύτταρα του περιφερικού αεραγωγών (Pearson ‘s = -0,56, p = 0,013).

Η

Μοριακή Υπογραφές στον πνεύμονα Πεδίο σχηματισμός καρκίνου

για να διερευνηθεί κατά πόσον διαφορικά εκφρασμένων mRNAs και miRNAs στο ετερόπλευρο επιθηλιακά κύτταρα περιφερικού αεραγωγού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να διαφοροποιήσει τους ασθενείς με καρκίνο μας από καρκίνο χωρίς καπνιστές, αναπτύξαμε μοριακές υπογραφές από mRNA και miRNA δεδομένα χρησιμοποιώντας μηχανές φορέα υποστήριξης (SVM), μετά την άδεια όνη-out διασταυρωμένης επικύρωσης (LOOCV) πρωτόκολλο. Όταν εφαρμόστηκαν SVMs να εκφράζονται διαφορικά mRNAs (FDR & lt? 0.15 και