Αφηρημένο

Επιγενετική διαδικασίες – συμπεριλαμβανομένης της μεθυλίωσης του DNA – όλο και περισσότερο θεωρείται ότι έχει θεμελιώδη ρόλο στις χρόνιες ασθένειες όπως ο καρκίνος. Είναι γνωστό ότι τα επίπεδα μεθυλίωσης σε συγκεκριμένα γονίδια ή τόπους διαφέρουν μεταξύ φυσιολογικού και νοσούντων ιστών. Εδώ έχουμε ερευνήσει εάν η αρχιτεκτονική μεθυλίωση ενδο-γονίδιο είναι κατεστραμμένο στον καρκίνο και αν η μεταβλητότητα των επιπέδων μεθυλίωσης των μεμονωμένων CpGs εντός καθορισμένου γονιδίου είναι σε θέση να διακρίνει καρκινικούς από φυσιολογικό ιστό, και σχετίζεται με ετερογενή φαινότυπο όγκου, όπως ορίζεται από γονίδιο έκφραση. Αναλύσαμε 270.985 CpGs σχολιασμένη σε 18.272 γονίδια, το 3284 καρκινικά και 681 φυσιολογικά δείγματα, που αντιστοιχούν σε 14 διαφορετικούς τύπους καρκίνου. Με τον τρόπο αυτό, βρήκαμε μυθιστόρημα διαφορές στο μοτίβο μεθυλίωσης εντός του γονιδίου σε όλη φαινοτύπων, ιδιαίτερα σε εκείνες γονίδια τα οποία είναι ζωτικής σημασίας για την βιολογία των βλαστικών κυττάρων? τα μέτρα μας ενδο-γονιδίου αρχιτεκτονική μεθυλίωση είναι η καλύτερη καθοριστικό παράγοντα για το φαινότυπο από τα μέτρα με βάση τη μέση στάθμη της μεθυλίωσης μόνο (δοκιμή K-S σε όλες τις 14 ασθένειες ελέγχονται). Αυτά ανά γονίδιο μέτρα μεθυλίωση αντιπροσωπεύουν επίσης μια σημαντική μείωση σε πολυπλοκότητα, σε σύγκριση με τα συμβατικά ανά-ΟρΟ βήτα-αξίες. Τα ευρήματά μας υποστηρίζουν σθεναρά την άποψη ότι η αρχιτεκτονική ενδο-γονίδιο μεθυλίωσης έχει μεγάλη κλινική δυναμικό για την ανάπτυξη με βάση το DNA βιοδείκτες του καρκίνου

Παράθεση:. Bartlett ΤΕ, Zaikin Α, Olhede SC, Δυτική J, Teschendorff ΑΕ, Widschwendter Μ (2013) διαφθορά της Intra-Gene μεθυλίωσης του DNA Αρχιτεκτονική είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του καρκίνου. PLoS ONE 8 (7): e68285. doi: 10.1371 /journal.pone.0068285

Επιμέλεια: Zoran Culig, Innsbruck Medical University, Αυστρία

Ελήφθη: 11 του Απριλίου του 2013? Αποδεκτές: 26η Μαΐου 2013? Δημοσιεύθηκε: 16 του Ιούλη του 2013

Copyright: © 2013 Bartlett 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 χρηματοδοτήθηκε από το Μηχανικών και Φυσικών Επιστημών Συμβούλιο Έρευνας (συγκρότημα /ESPRC), η Ευρωπαϊκή Επιτροπή (7ο ΠΠ, EpiFemCare, τον αριθμό έργου 305428) και επιχορήγηση από την Περιεκτική Κέντρο Ερευνών Βιοϊατρικής UCLH /UCL (σχέδιο Νο 152). Οι επιγενετικές αναλύσεις έγιναν σε UCLH /UCL, η οποία έλαβε μέρος της χρηματοδότησής του από το Υπουργείο Υγείας NIHR Κέντρα Βιοϊατρικής Έρευνας (BRC) πρόγραμμα χρηματοδότησης. AZ αναγνωρίζει οικονομική στήριξη από το CR-UK έργο PROMISE-2016. ΕΠΟ ​​υποστηρίζεται από μια Heller Research Fellowship. 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

Επιγενετικές πληροφορίες αποθηκεύονται στο γονιδίωμα με τη μορφή κληρονομικής τροποποιήσεις στη χημική δομή του DNA, όπως μεθυλίωση των συγκεκριμένων βάσεων, καθώς και μια ποικιλία χημικών τροποποιήσεων των πρωτεϊνών ιστόνης ποιο πακέτο το DNA. Επιγενετική πληροφορία μπορεί να διαμορφωθεί κατά τη διάρκεια ζωής ενός οργανισμού με περιβαλλοντικά ερεθίσματα [1] – [3]. Και οι αλλαγές αυτές εξακολουθούν να υπάρχουν σε μεταγενέστερες μιτώσεις, που οδηγεί σε μια επίκτητη αλλαγή του φαινοτύπου

Η μεθυλίωση του DNA είναι ένα επιγενετικό σήμα που αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την μεθυλίωση CpG δινουκλεοτιδίων [4], και είναι δυνατό για ένα, δύο ή καμία αλληλόμορφα σε ένα συγκεκριμένο γενωμικού τόπου που πρόκειται να μεθυλιωθεί [5]. Η υπερμεθυλίωση CpGs στον υποκινητή του γονιδίου (την περιοχή κοντά στη θέση έναρξης της μεταγραφής, TSS) είναι αναμφισβήτητα συνδέονται με αποσιώπηση του αντίστοιχου γονιδίου, και το αποτέλεσμα αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στον καρκίνο, όπου παρεκκλίνουσα γονιδιακή σίγηση σχετίζεται με λειτουργικές αλλαγές σημαντική σε κάθε στάδιο της εξέλιξης του όγκου [6].

έχει βρεθεί προηγουμένως ότι η μεταβλητότητα της μεθυλίωσης σε ειδικές γονιδιωματικές θέσεις είναι σημαντική για την ανάπτυξη του καρκίνου [7]. Έχει σημειωθεί ιδιαίτερα ότι υπάρχει μια αύξηση στη στοχαστική μεθυλίωση μεταβλητότητα στις περιοχές που είναι ήδη γνωστό ότι έχουν μεταβληθεί τα επίπεδα μεθυλίωσης σε καρκίνους, που οδηγούν σε παρεκκλίνουσα και ποικίλες γονιδιακής έκφρασης, και παρέχοντας μια επιγενετική μηχανισμό για την ετερογένεια των όγκων [8]. Έχει επίσης αποδειχθεί πρόσφατα ότι οι στατιστικές βασίζονται σε διαφορική μεταβλητότητα της μεθυλίωσης μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένη ανίχνευση των δεικτών κινδύνου σε προ-καρκινικές νεοπλασίες [9], [10].

Polycomb πρωτεΐνες ομάδα (PCG) διαδραματίζουν θεμελιώδη ρόλο στις αναπτυξιακές διαδικασίες, διατηρώντας μια τάξη γονιδίων που είναι γνωστό ως στόχοι της ομάδας Polycomb (PCGTs) σε μια καταπιεσμένη κατάσταση στην Ισπανία (εμβρυϊκά βλαστικά) κύτταρα, για να διατηρήσει pluripotency, και «έτοιμη για την ενεργοποίηση του« κατά τη διάρκεια της διαφοροποίησης [11]. Η σχέση μεταξύ PCGTs και του καρκίνου έχει συζητηθεί από πολλούς συγγραφείς [12] – [14]? δείχθηκε πρόσφατα ότι το DNA υπερμεθυλίωση σε καρκίνους στοχεύει επιλεκτικά PCGTs οι οποίες είναι αναπτυξιακά ρυθμιστές [15], οι εν λόγω συγγραφείς hypothesising ότι αυτό μπορεί να συνεισφέρει στα βλαστικά-όπως χαρακτηριστικά του καρκίνου? στην περαιτέρω ενίσχυση αυτών των ιδεών έχει παρατηρηθεί ότι οι όγκοι που είναι ιδιαίτερα φτωχά διαφοροποιημένα τείνουν να εμφανίζουν μορφές έκφρασης που είναι παρόμοια με ES κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των καταστολή των PCGTs [16].

Polycomb πρωτεΐνες ομάδα να διατηρηθεί η κατάσταση καταστολής των γονιδίων μέσω χρωματίνης (η συσκευασία DNA)? DNA σε μια συμπαγή κατάσταση είναι τυλιγμένο γύρω από πρωτεΐνες ιστόνης (ένα κύριο συστατικό της χρωματίνης), και PRC2 (Polycomb κατασταλτικής συγκρότημα 2) είναι υπεύθυνη για την trimethylation της λυσίνης 27 της ιστόνης 3 (που οδηγεί στην επιγενετικών σήμα H3K27me3), η οποία συνδέεται με Αυτή η συμπαγής κατάσταση [17]. Γονίδια που καταλαμβάνεται από PRC2 στα κύτταρα ES φέρουν κυρίως δισθενή σήματα χρωματίνης [15]? δισθενικότητας περιλαμβάνει την τροποποίηση των ιστονών H3K4me3 (trimethylation της λυσίνης 4 της ιστόνης για 3), ένα σήμα το οποίο συνδέεται με την ενεργοποίηση του αντίστοιχου γονιδίου, πέρα ​​από την κατασταλτική σήμα H3K27me3. Θεωρείται ότι είναι αυτή δισθενή κατάσταση η οποία διατηρεί βλαστική ικανότητα, διατηρώντας το γονίδιο κατασταλεί, αλλά έτοιμη για ενεργοποίηση κατά τη διαφοροποίηση. Όπως DNA μεθυλίωση συνδέεται επίσης με την καταστολή και την ενεργοποίηση των γονιδίων, είναι ενδιαφέρον αν τα μοτίβα μεθυλίωσης των γονιδίων τα οποία φέρουν τις σημάνσεις χρωματίνης H3K27me3 ή /και H3K4me3 σε βλαστικά κύτταρα μεταβάλλονται σε καρκίνο, ως τέτοια παρεκκλίνουσα μεταβολή της γονιδιακής ρύθμισης μέσω DNA μεθυλίωση μπορεί να σχετίζεται με την επιστροφή του ή τονισμού των χαρακτηριστικών βλαστικών σαν κύτταρο.

Ο ρόλος της πρώιμης επιγενετικές μεταβολές στην ογκογόνο μετασχηματισμό, συμπεριλαμβανομένης της διάσπασης του υγιούς epigenotype των προγονικών κυττάρων, τη δημιουργία ενός επιγενετικώς επιτρεπτό περιβάλλον στην οποία γενετικών ανωμαλιών μπορεί να έχει ογκογενητικών αποτελεσμάτων, και φαινοτυπική πλαστικότητα που οδηγούν σε προσαρμογή του όγκου και συνδέονται με την ετερογένεια ενδο-όγκου, προτάθηκε αρχικά από Feinberg και οι συνεργάτες του [1]. Γίνεται η υπόθεση ότι ένας τρόπος με τον οποίο στοχαστική απορύθμιση των γονιδίων των βλαστικών κυττάρων και σχετίζεται φαινοτυπική ετερογένεια ενδέχεται να εκδηλωθεί, είναι από την άποψη του κύτταρο σε κύτταρο μεταβλητότητα της μεθυλίωσης? Αυτό με τη σειρά να αναμένεται ότι συσχετίζεται με ενδο-γονίδιο μεταβλητότητα της μεθυλίωσης, όπως μετράται χρησιμοποιώντας συγκεντρωτικά μιγμάτων ετερογενών κυττάρων σε ένα πείραμα μικροσυστοιχίας.

Intra-γονίδιο μεθυλίωσης μεταβλητότητα θεωρείται μια διαταραχή της φυσιολογικής μεθυλίωσης προφίλ, ή αρχιτεκτονική, ενός συγκεκριμένου γονιδίου, και μια τέτοια αλλαγή μπορεί να είναι πιο γενικά συνδέεται με τη δημιουργία ενός επιγενετικώς επιτρεπόμενο περιβάλλον για ογκογόνο μετασχηματισμό, και να ογκογένεση. Τέτοιες αλλαγές θα αναμενόταν να συνοδεύουν τα πρώτα στάδια ή ακόμη και να προηγείται της έναρξης της νόσου, και ως εκ τούτου τον εντοπισμό αξιόπιστων δεικτών αυτών των αλλαγών μπορεί να παρέχει μια πολύτιμη μολύβδου για την ανάπτυξη με βάση το DNA βιοδείκτες του καρκίνου σε σωματικά υγρά, ειδικά όπως έχει δείξει πρόσφατα ότι οι βιοδείκτες μεθυλίωση του DNA που σχετίζονται με βλαστικά γονίδια των κυττάρων που σχετίζεται με την κλινική έκβαση σε καρκίνους των γυναικών [18].

Προηγούμενες μελέτες [7], [9], [10] επικεντρώθηκαν σχετικά με τις επιπτώσεις των δειγμάτων σε δείγμα μεταβλητότητα της μεθυλίωσης? εδώ για πρώτη φορά, αναλύουμε τη συσχέτιση του φαινοτύπου με ενδο-γονίδιο μεταβλητότητα της μεθυλίωσης. Κάνοντας χρήση των δεδομένων που προκύπτουν από την πλατφόρμα Illumina Infinium HumanMethylation450, που ανακρίνει CpGs του γονιδιώματος-ευρεία και περιλαμβάνει με τις γνωστές σχολιασμούς γονίδιο (που αντιστοιχεί σε κατά μέσο όρο 17 CpGs ανά γονίδιο), ερευνήσαμε τα μέτρα της ενδο-γονιδίου αρχιτεκτονική μεθυλίωση, και την ικανότητά τους να διαφοροποιούνται μεταξύ υγιών και η νόσος φαινοτύπων. Γι ‘αυτό έχουμε αναπτύξει νέα μέτρα, και να προσαρμοστούν τυπική αυτά

Αποτελέσματα

Για να διερευνήσουν ενδο-γονιδίου αρχιτεκτονική μεθυλίωσης, τα τέσσερα μέτρα γονίδιο-centric θεωρείται, ως εξής:.

Η μέση απόκλιση της κατατομής μεθυλίωσης δείγμα από τη μέση προφίλ μεθυλίωσης υγιών δειγμάτων ελέγχου φαινότυπο, για κάθε γονίδιο. Αυτή η μέση κατατομή μεθυλίωση μπορεί να κυμαίνεται πολύ μέσα σε κάθε γονίδιο, και έτσι δεν είναι το ίδιο με το μέσο επίπεδο μεθυλίωσης ενός γονιδίου. Επειδή αυτό σημαίνει απόκλιση ομαλοποιείται σε κάθε καθετήρα διαιρώντας με τον καθετήρα τυπική απόκλιση μεταξύ των υγιών δειγμάτων ελέγχου φαινότυπο, που ονομάζεται «σημαίνει -score« μέτρο? Αυτό απεικονίζεται στο Σχήμα 1 (α). Ένα παράδειγμα ενός από τα γονίδια βρέθηκαν να είναι πιο σημαντικό, σύμφωνα με το μέτρο αυτό φαίνεται στο Σχήμα 1 (β) και (γ).

Η μέση παράγωγο των μετρήσεων μεθυλίωσης για κάθε γονίδιο. Το παράγωγο του προφίλ μεθυλίωσης για ένα δεδομένο γονίδιο και δείγμα προσεγγίζεται από τις διαφορές μεταξύ των τιμών μεθυλίωση μετράται σε διαδοχικές ανιχνευτές χαρτογράφηση σε αυτό το γονίδιο. Η μέση τιμή των απόλυτων τιμών των διαφορών αυτών υπολογίζεται στη συνέχεια ως «σημαίνει παράγωγο« μέτρο? αυτό είναι το ίδιο με το συνολικό άθροισμα όλων των αυξήσεις και μειώσεις στο επίπεδο μεθυλίωσης από ένας ανιχνευτής στο επόμενο κατά μήκος του γονιδίου? Αυτό απεικονίζεται στο Σχήμα 1 (δ). Αυτό είναι ένα αυτο-βαθμονόμηση μέτρο της ενδο-γονιδίου μεθυλίωση μεταβλητότητα, επειδή υπολογίζεται για ένα δεδομένο δείγμα από τις διαφορές εντός της εν λόγω δείγμα, και χωρίς αναφορά σε οποιοδήποτε άλλο δείγμα.

Η μέση τιμή των μετρήσεων μεθυλίωσης για μια συγκεκριμένη γενωμική περιοχή για κάθε γονίδιο? Αυτό απεικονίζεται στο Σχήμα 1 (ε). Τυπικά μέσα επίπεδα μεθυλίωσης διαφέρουν σημαντικά από τη μία περιοχή γονιδιώματος στην άλλη? ως εκ τούτου, το μέσο επίπεδο μεθυλίωσης για έναν συγκεκριμένο περιοχή γονιδιώματος χρησιμοποιήθηκε σαν το «σημαίνουν μέτρο μεθυλίωση» για ένα γονίδιο, και η ίδια περιοχή χρησιμοποιήθηκε για κάθε γονίδιο.

διακύμανσης για κάθε γονίδιο των μετρήσεων μεθυλίωσης για μια ειδικότερα γενωμική περιοχή? Αυτό απεικονίζεται στο Σχήμα 1 (στ). Επειδή διακύμανση υπολογίζεται σε σχέση με τη μέση τιμή, το μέτρο αυτό παρομοίως υπολογίζεται για κάθε γονίδιο χρησιμοποιώντας μόνο την αντιστοίχιση ανιχνευτές σε ένα συγκεκριμένο γονιδιωματική περιοχή, χρησιμοποιώντας και πάλι την ίδια γενωμική περιοχή για κάθε γονίδιο. Αυτό ονομάζεται το μέτρο «μεθυλίωση διακύμανσης»? είναι ένα άλλο αυτο-βαθμονόμηση μέτρο.

Η

(α) Η μέση -score μέτρο υπολογίζεται για το δείγμα όγκου (εμφανίζονται με κόκκινο) για γονιδιακή (στο οποίο εξερευνά χάρτη), από τη μέση, και τυπική απόκλιση,, των υγιών δειγμάτων ελέγχου σε κάθε ανιχνευτή (β) τα προφίλ μεθυλίωση 586 καρκίνου (κόκκινο) και 98 υγιείς (μπλε) δείγματα σε ένα γονίδιο που βρέθηκαν ως σημαντικά ανάλογα με τη μέση -score μέτρο, με ανιχνευτές απόσταση (άνισα ) σύμφωνα με την γονιδιωματική loci τους. Οι γονιδιωματικές περιοχές υποδεικνύονται κάτω από το γονίδιο με τον κώδικα χρώματος που εμφανίζεται στο κάτω μέρος του σχήματος. (Γ) Ένα heatmap που απεικονίζει το ίδιο γονίδιο, με ανιχνευτές ομοιόμορφα κατανεμημένες? Οι τιμές για κάθε δείγμα και για κάθε ανιχνευτή υποδεικνύεται από τον κώδικα χρώματος που εμφανίζεται στο πάνω μέρος του σχήματος. Τα δείγματα σχεδιάστηκαν προκειμένου μέσης -score, έτσι ώστε το δείγμα όγκου με τη μικρότερη μέση -score και το υγιές δείγμα με το μικρότερο μέσο είναι -score παρακείμενα. Οι γονιδιωματικές περιοχές υποδεικνύονται κάτω από το γονίδιο με τον κώδικα χρώματος που εμφανίζεται στο κάτω μέρος του σχήματος. Ν.Β., αυτό το γονίδιο έχει δύο μεταγραφικές θέσεις εκκίνησης (TSSs) σε διαφορετικές τοποθεσίες. (Δ) Η μέση μέτρο παράγωγο υπολογίζεται, για το δείγμα, ως ο μέσος όρος των απόλυτων διαφορών στις αντίστοιχες τιμές μεταξύ διαδοχικών ανιχνευτών, σε ολόκληρη την γονιδίου. (Ε) Η μέση μέτρο μεθυλίωση υπολογίζεται, για το δείγμα, ως ο μέσος όρος των αντίστοιχων τιμών των ανιχνευτών σχολιασμένα σε μια συγκεκριμένη γονιδιωματική περιοχή του. (Στ) Το μέτρο διακύμανση μεθυλίωση υπολογίζεται, για το δείγμα, όπως η διακύμανση των αντίστοιχων τιμών των ανιχνευτών σχολιασμένα σε μια συγκεκριμένη γονιδιωματική περιοχή του. NB, (δ) – (στ) υπολογίζονται χωρίς αναφορά σε υγιή δείγματα, ενώ (α) υπολογίζεται σε σχέση με υγιή δείγματα

Η

Αυτά τα τέσσερα μέτρα το καθένα επιδιώξει να εξετάσει ένα διαφορετικό χαρακτηριστικό του ενδοκοινοτικού εμπορίου. -γονίδιο αρχιτεκτονική μεθυλίωση, και όλα είναι σε θέση να κατατάξει τα δείγματα το ένα-ένα, δηλαδή, είναι ενδο-γονίδιο μέτρα ή ενδο-δείγμα, παρά δείγμα σε δείγμα μέτρα όπως έχει διερευνηθεί προηγουμένως, στο πλαίσιο της μεθυλίωσης μεταβλητότητα.

καθώς η μέση -score υπολογίζεται ως μέσο μέτρο της διαφοράς μεθυλίωσης από την υγιή προφίλ μεθυλίωσης, αυστηρά μιλώντας είναι ένα μέτρο της μεθυλίωσης αστάθειας. Οι μέσες παραγώγου και μεθυλίωση μέτρα διακύμανσης είναι και τα δύο μέτρα του ενδο-γονιδίου μεθυλίωση μεταβλητότητα? Ωστόσο, η μέση παράγωγο υπολογίζεται με αναφορά στο παραγγελίας των ανιχνευτών (δηλαδή, το μέτρο αυτό θα επιστρέψει ένα διαφορετικό αριθμό εάν η σειρά των ανιχνευτών ήταν τυχαία), ενώ η διακύμανση μεθυλίωση δεν θα? η μέση παράγωγο θεωρεί επιπλέον όλοι οι ανιχνευτές χαρτογράφηση στο γονίδιο, ενώ το μέτρο μεθυλίωση διακύμανση θεωρεί μόνο ανιχνευτές χαρτογράφηση σε μια συγκεκριμένη γενετική περιοχή. Το μέτρο μέσο μεθυλίωσης είναι μοναδικό εδώ ότι δεν μετρά διαφορά στο επίπεδο μεθυλίωσης και αντί να μετρά απόλυτο επίπεδο μεθυλίωση? περιλαμβάνεται εδώ κυρίως για σύγκριση.

Οι ιδιότητες αυτών των τεσσάρων μέτρων αρχικά διερευνήθηκε στο πλαίσιο των δεκατεσσάρων Illumina Infinium Ανθρωπίνων μεθυλίωση 450 σύνολα δεδομένων, τα οποία είχαν κατεβάσει από τον καρκίνο Genome Atlas (TCGA) [19] . Έχουμε εφαρμόσει αυτές τις τέσσερις μέτρα για τα σύνολα δεδομένων δεκατέσσερα TCGA? Συνολικά, αναλύσαμε 450 δεδομένων K DNAM από 3284 όγκου και 681 υγιή δείγματα? Οι λεπτομέρειες για τον αριθμό των δειγμάτων κάθε φαινοτύπου και σε κάθε σύνολο δεδομένων που φαίνονται στον Πίνακα 1 (για το σετ δεδομένων συντομογραφίες, βλέπε «Μέθοδοι και Μοντέλα»). Μπορούμε επίσης να διεξαχθεί μια μετα-ανάλυση των στοιχείων αυτών που είναι σε γνώση μας η μεγαλύτερη μετα-ανάλυση που πραγματοποιήθηκε σε οποιαδήποτε μελέτη της μεθυλίωσης του DNA.

Η

Σύγκριση της Intra-γονιδίου Μέτρα μεθυλίωση

ως προκαταρκτική αξιολόγηση των σχετικών πλεονεκτημάτων αυτών των τεσσάρων μέτρων, κοιτάξαμε την ικανότητά τους να διακρίνουν μεταξύ του όγκου και υγιείς ιστούς. Η συσχέτιση του φαινοτύπου δείγματος ιστού προς τα τέσσερα μέτρα μεθυλίωση θεωρήθηκε από την άποψη της διανομές ανά-γονιδίου AUCs (περιοχή κάτω από την καμπύλη, η οποία είναι ένα μέτρο της ακρίβειας πρόβλεψης, βλέπε «Μέθοδοι και Μοντέλα» για λεπτομέρειες). Αυτές οι κατανομές φαίνεται στο κουτί-οικόπεδα στην Εικόνα 2. Για κάθε σύνολο δεδομένων, η μέση -score μέτρο είναι σημαντικά καλύτερα σε διάκριση του όγκου από τους υγιείς ιστούς με τη χρήση αυτών των δεδομένων μεθυλίωση, από τη μέση παράγωγο μέτρο, το μέτρο μεθυλίωση διακύμανσης, και η μέση μεθυλίωση μέτρο (οπτική σύγκριση του Σχήματος 2 επιβεβαιώθηκε με Kolmogorov-Smirnov τεστ, τα δεδομένα δεν παρουσιάζονται)? Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η μέση -score μέτρο ορίζεται σε σχέση με τον υγιή μέση προφίλ μεθυλίωσης. Με εξαίρεση τη μέση -score μέτρο, η μέση μέτρο μεθυλίωση είναι σημαντικά καλύτερα σε διακρίσεις όγκου από υγιή ιστό από ό, τι τα υπόλοιπα δύο μέτρα σε δέκα από τα υπόλοιπα σύνολα δεδομένων, με το παράγωγο μέσο διακρίσεις σημαντικά καλύτερη σε δύο σύνολα δεδομένων (ΔΙΑΒΑΣΤΕ και ΤΗΟΑ), και αμφίβολα αποτελέσματα για τα υπόλοιπα σύνολα δεδομένων (KIRC και PAAD, η οποία έχει ασταθή αποτελέσματα λόγω του μικρού μεγέθους του δείγματος). Εικόνα S3 δείχνει, διαγράμματα διασποράς, κατά ζεύγη συγκρίσεις για καθένα από τα τέσσερα μέτρα μεθυλίωσης για ένα γονίδιο, το οποίο ήταν μεταξύ των κορυφαίων 1000 γονιδίων με την υψηλότερη AUC σύμφωνα με καθένα από αυτά τα μέτρα.

Κάθε κουτί εμφανίζει τις τιμές των οι AUCs για τα 1000 πιο σημαντικά γονίδια για ένα συγκεκριμένο τύπο όγκου και ενδο-γονίδιο μέτρο μεθυλίωση. Η μέση -score προβλέπει φαινότυπο καλύτερα από ό, τι τα άλλα τρία μέτρα σε όλους τους 14 τύπους όγκων. συντομογραφίες τύπο του όγκου είναι οι εξής: της ουροδόχου κύστης ουροθηλιακά καρκίνωμα (BLCA), του μαστού διηθητικό καρκίνωμα (BRCA), αδενοκαρκινώματος κόλου (COAD), Κεφαλής και Τραχήλου πλακωδών κυττάρων Καρκίνωμα (HNSC), Νεφρού Νεφρική Clear Καρκίνωμα (KIRC), Νεφρού νεφρικών θηλών τηλέφωνα καρκίνωμα (Kirp), ήπατος (LIHC), αδενοκαρκίνωμα πνεύμονα (LUAD), του πνεύμονα πλακωδών κυττάρων καρκινώματος (LUSC), αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος (PAAD), αδενοκαρκινώματος προστάτη (Prad), του ορθού αδενοκαρκίνωμα (ΔΙΑΒΑΣΤΕ), θυρεοειδούς καρκίνωμα (ΤΗΟΑ), και της μήτρας Corpus ενδομητριοειδές Καρκίνωμα (UCEC).

η

για να συγκρίνουν άμεσα την αποτελεσματικότητα του μέσου -score μέτρο πρόβλεψη φαινότυπο (καρκίνος /υγιεινή) ανεξάρτητα από τη μέση στάθμη της μεθυλίωσης, ένα μοντέλο λογιστικής παλινδρόμησης που τοποθετούνται σε κάθε γονίδιο χρησιμοποιώντας μέσες -score και σημαίνει μεθυλίωση ως συμπαράγοντες, οδηγώντας σε-τιμές για κάθε γονίδιο για κάθε ένα από μέση -score και σημαίνει μεθυλίωσης. Σε κάθε σύνολο δεδομένων, εκτός από δύο, για τη μεγάλη πλειονότητα (80-100%) αυτών των γονιδίων με τουλάχιστον μία από τις δύο συμμεταβλητές σημαντικά, η μέση -score συμμεταβλητή-τιμή ήταν περισσότερο σημαντική από την αντίστοιχη μέση μεθυλίωση συμμεταβλητή-τιμή. Στις υπόλοιπες δύο συνόλων δεδομένων, η μέση -score συμμεταβλητή-τιμή ήταν πιο σημαντική για την πλειονότητα (50-80%) των γονιδίων με τουλάχιστον μία σημαντική συμμεταβλητή (λεπτομερή αποτελέσματα δεν φαίνονται). Ως εκ τούτου, η μέση τιμή είναι -score καλύτερη ικανότητα πρόβλεψης του φαινοτύπου από το μέσο μεθυλίωσης, ακόμα και μετά την προσαρμογή για τη μέση στάθμη της μεθυλίωσης.

Η μετα-ανάλυση και Gene-set Ανάλυση Εμπλουτισμός

Μια μετα-ανάλυση των συνόλων στοιχείων δεκατέσσερα διεξήχθη. Γονίδια αποδόθηκαν σημασία σύμφωνα με την μέση AUC τους (με βάση τη μέση -score μέτρου) σε όλα τα σύνολα δεδομένων με μια μέθοδο μετάθεση (βλέπε «Μέθοδοι και Μοντέλα ‘για λεπτομέρειες)? Αυτό εντοπίστηκαν πάνω από 4000 σημαντικά γονίδια που συνδέονται με ένα συνεπή διαφορά μεταξύ του καρκίνου και υγιή φαινοτύπων σε όλους τους τύπους ιστών (FDR). Αυτά τα γονίδια παρουσιάζουν σταθερά τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ υγιών και του καρκίνου φαινοτύπους (όπως η μέση -score μέτρο ορίζεται σε σχέση με τα δείγματα ελέγχου υγιών), και καθώς η μέση τιμή είναι -score ένα μέτρο της μεθυλίωσης αστάθεια, αυτοί ονομάζονται τα πιο ασταθή μετα-ανάλυση γονίδια. Οι μέσες -scores για μεμονωμένο όγκο και υγιή δείγματα για την 50 σημαντικότερες από αυτές τις πιο ασταθείς γονίδια μετα-ανάλυση που παρουσιάζεται στο Σχήμα 3, και οι λεπτομέρειες για το 100 πιο σημαντικές από αυτά τα γονίδια φαίνονται στον Πίνακα S1. Ειδικότερα, το Σχήμα 3 δείχνει το βαθμό στον οποίο η αστάθεια είναι συνεπής (υψηλή μέση -score, κόκκινο) απέναντι ασθενείς με καρκίνο, σε σύγκριση με υγιείς ασθενείς (χαμηλή μέση -score, μπλε). Γονίδια με μέση AUC κοντά στο 0,5 σε όλη τους περισσότερους τύπους όγκων βρέθηκαν επίσης? αυτά είναι τα γονίδια τα οποία τείνουν να έχουν τις μικρότερες διαφορές μεταξύ υγιών και του καρκίνου φαινοτύπων σε όλους τους τύπους ιστών και επομένως χαρακτηρίζονται ως λιγότερο ασταθείς γονίδια μετα-ανάλυση. Πάνω από 2800 τουλάχιστον ασταθής γονίδια μετα-ανάλυση διαπιστώθηκε ότι ήταν σημαντική με τη μέθοδο αυτή μετάθεση (FDR) και το 100 πιο σημαντικές από αυτές φαίνονται στον Πίνακα S2. Υπάρχει, ωστόσο, λιγότερο συνοχή μεταξύ των λιγότερο γονίδια ασταθή μετα-ανάλυση σε όλους τους τύπους όγκων, π.χ., η 100η τοποθετούνται σημαντική τουλάχιστον ασταθή γονίδιο μετα-ανάλυση έχει AUC μικρότερη από 0,6 για μόνο 10 από τα 14 είδη όγκων.

Μέση -scores για όγκου (Τ) και υγιείς (H) δείγματα εμφανίζονται σε ένα heatmap σύμφωνα με τον χρωματικό κώδικα για τα κορυφαία 50 γονίδια μετα-ανάλυση (top 50 πιο σταθερά ασταθή γονίδια). Ο θερμικός χάρτης δείχνει το βαθμό στον οποίο η αστάθεια είναι συνεπής (υψηλή μέση -score, κόκκινο) σε όλη ασθενείς με καρκίνο, σε σύγκριση με τους υγιείς ασθενείς (χαμηλή μέση -score, μπλε). Για κάθε τύπο ιστού υγιή δείγματα εμφανίζονται στα δεξιά της δειγμάτων όγκου? όπου δεν υπάρχει διαθέσιμος χώρος ο (H) ετικέτα παραλείπεται. Συντομογραφίες: R (ΔΙΑΒΑΣΤΕ), Β (BLCA), Κ (Kirp), Ρ (PAAD)

Η

Για να επιβεβαιωθεί η βιολογική σημασία των ευρημάτων αυτής της μετα-ανάλυσης σε σχέση με τα γονίδια που είναι. καλά γνωστό ότι είναι σημαντική στην βιολογία του καρκίνου, οι πιο ασταθείς και λιγότερο ασταθής γονίδια μετα-ανάλυση ελέγχθηκαν για εμπλουτισμό με γονίδια τα οποία σε ES κύτταρα φέρουν την κατασταλτική /ενεργοποίησης χρωματίνης σηματοδοτεί H3K27me3 (γονίδια H3K27 ES), (γονίδια H3K4 ES) H3K4me3 και δισθενή (δηλαδή, τόσο H3K27me3 και H3K4me3 σήματα, τα γονίδια Biv ES) και ο εμπλουτισμός με PCGTs (στόχοι της ομάδας ES κυττάρων Polycomb). Οι πιο ασταθή γονίδια μετα-ανάλυση είναι ιδιαίτερα εμπλουτισμένα με Biv και H3K27 ES γονιδίων και PCGTs, και οι λιγότερο ασταθείς γονίδια μετα-ανάλυση είναι ιδιαίτερα εμπλουτισμένα με γονίδια H3K4 ES (Πίνακας 2).

Η

Μια πιο γενική ανάλυση εμπλουτισμό του γονιδίου-set (GSEA) πραγματοποιήθηκε επίσης, δοκιμές εμπλουτισμού από τις πιο ασταθείς και λιγότερο ασταθείς γονίδια μετα-ανάλυση από τα μέλη του πάνω από 6000 σετ γονιδίων (βλέπε ενότητα «Μέθοδοι και Μοντέλα» για λεπτομέρειες). Το 100 πιο σημαντικά εμπλουτισμένη από αυτά τα σύνολα γονιδίων από τις πιο ασταθείς και λιγότερο ασταθείς γονίδια μετα-ανάλυση φαίνεται στους πίνακες S3 και S4, αντίστοιχα. Ειδικότερα πίνακα (σειρές γονιδίων εμπλουτίζεται με πιο ασταθείς γονίδια μετα-ανάλυση) S3 παρουσιάζει πολλές αναπτυξιακές και κυτταρική σηματοδότηση σύνολα γονιδίων.

Τα πιο ασταθή γονίδια μετα-ανάλυση που σχετίζονται με γενικά υψηλότερα επίπεδα μεθυλίωσης από γονίδια τα οποία δεν είναι σημαντική σύμφωνα με την μετα-ανάλυση (δηλαδή, γονίδια τα οποία δεν είναι ούτε πιο ασταθείς ή τουλάχιστον ασταθής γονίδια μετα-ανάλυση) τόσο για καρκινικά και υγιή δείγματα, για αυτές τις περιοχές του γονιδιώματος που βρίσκεται πιο κοντά στον προαγωγό σε όλους τους τύπους ιστών, ωστόσο, η πιο ασταθής meta γονίδια -την ανάλυση συνδέονται επίσης με μια μεγάλη μεταβλητότητα των επιπέδων μεθυλίωσης (Σχήμα S4). Οι λιγότερο γονίδια ασταθής μετα-ανάλυση αντιστρόφως συνδέονται με σταθερά πολύ χαμηλά επίπεδα μεθυλίωσης τόσο του όγκου και υγιή δείγματα για αυτές τις περιοχές του γονιδιώματος, και ιδίως για TSS200, 5’UTR και 1stExon, γεγονός που υποδηλώνει ότι η χαμηλή μεθυλίωση αστάθεια των γονιδίων αυτών σχετίζεται με την έλλειψη μεθυλίωσης στις πιο λειτουργικά σημαντικές περιοχές του γονιδιώματος και στις δύο νοσούντες και φυσιολογικούς ιστούς, και ως εκ τούτου, ο κανονισμός των γονιδίων αυτών είναι από τους μηχανισμούς πλην εκείνων που αφορούν μεθυλίωση του DNA, ιδίως τη διαθεσιμότητα των μεταγραφικών παραγόντων.

συσχέτιση του όγκου Gene Expression με Intra-γονίδιο μεθυλίωσης αρχιτεκτονική

για να διερευνηθεί η επίδραση της ενδο-γονιδίου αρχιτεκτονική μεθυλίωσης στην έκφραση των γονιδίων, εξετάστηκαν τα δείγματα όγκου 217 BRCA με τα δεδομένα της έκφρασης και η μεθυλίωση συνδυάζεται γονίδιο που διατίθενται από TCGA με περισσότερες λεπτομέρειες. Για κάθε γονίδιο πραγματοποιήθηκε μια μη-γραμμική ανάλυση πολυμεταβλητή παλινδρόμηση (βλέπε «Μέθοδοι και Μοντέλα») της έκφρασης του γονιδίου για ενδο-γονίδιο αρχιτεκτονική μεθυλίωση, για αυτά τα αντίστοιχα δείγματα όγκων, λαμβάνοντας γονιδιακής έκφρασης όπως την απόκριση, και τη λήψη ενός από μέση -score , σημαίνει παράγωγο και μεθυλίωση διακύμανση ως μια συμμεταβλητή προγνωστικό, μαζί με μέση μεθυλίωση ως δεύτερη συμμεταβλητή προγνωστικός δείκτης. Οι σχετικές αναλογίες των γονιδίων που βρέθηκαν ως σημαντικές ή όχι, και σημαντικά σύμφωνα με μια συμμεταβλητή ή το άλλο ή και τα δύο, παρουσιάζονται στο Σχήμα 4? Συγκεκριμένα, υπάρχουν πολλά γονίδια με έκφραση δεν προέβλεψε σημαντικά από μέσες μεθυλίωση αλλά σημαντικά προβλεφθεί από μέση -score, σημαίνει παράγωγο, ή μεθυλίωση διακύμανση.

Η έκφραση λήφθηκε ως μεταβλητή απόκρισης, με ένα από μέση -score, σημαίνει παράγωγο και μεθυλίωση διακύμανση ως μια συμμεταβλητή προγνωστικό, μαζί με μέση μεθυλίωση ως δεύτερη συμμεταβλητή προγνωστικός δείκτης. (Α) Το ποσοστό των γονιδίων με τουλάχιστον μία συμμεταβλητή σημαντική (FDR), και η αναλογία των γονιδίων με ούτε συμμεταβλητή σημαντική. (Β) Το ποσοστό των σημαντικών γονιδίων (δηλαδή, το ποσοστό των γονιδίων που αντιπροσωπεύεται από αριστερά κάθε ζεύγος ράβδων στο α) και που είναι σημαντικές οφείλεται σε μία ή την άλλη, ή και τα δύο συμπαράγοντες. Για τα γονίδια τα οποία είναι σημαντικά λόγω μόνο μία συμμεταβλητή predictor, οι αναλογίες αυτών των γονιδίων για τα οποία η σημασία οφείλεται σε θετική ή αρνητική συσχέτιση υποδεικνύεται επί των ράβδων με /και \\ αντίστοιχα. Υπάρχουν πολλά γονίδια με έκφραση δεν προέβλεψε σημαντικά από μέση μεθυλίωση αλλά σημαντικά προβλέπεται από μέση -score, σημαίνει παράγωγο, ή μεθυλίωση διακύμανσης.

Η

Εμπλουτισμός με βλαστικά κύτταρα τα γονίδια των γονιδίων με την έκφραση προέβλεψε σημαντικά από ένα μόνο συμμεταβλητή ήταν και πάλι δοκιμάστηκε για να επιβεβαιωθεί η βιολογική σημασία των ευρημάτων με αναφορά σε γονίδια τα οποία είναι καλά γνωστό ότι είναι σημαντικές στη βιολογία του καρκίνου. Διαπιστώθηκε ότι τα γονίδια με έκφραση προβλέπεται από μόνο του μέσου όρου -score συμμεταβλητή ήταν σημαντικά εμπλουτισμένη από τα γονίδια Biv ES και PCGTs (και αντίστοιχα, ακριβής δοκιμασία του Fisher), ένα αποτέλεσμα το οποίο είναι σύμφωνο με τα ευρήματα εδώ ότι τα γονίδια Biv ES εμπλουτίζεται μεταξύ των πιο ασταθείς γονίδια μετα-ανάλυση, δηλαδή, εκείνα τα γονίδια τα οποία συνδέονται πιο σταθερά με την μεγαλύτερη διαφορά σε πρότυπο μεθυλίωσης μεταξύ του καρκίνου και υγιή φαινοτύπους. Διαπιστώθηκε επίσης ότι, αντίστοιχα, τα γονίδια με την έκφραση προβλέπεται από μόνο του μέσου όρου συμμεταβλητή μεθυλίωση στην πολυμεταβλητή παλινδρόμηση με τη μέση -score συμμεταβλητή ήταν σημαντικά εμπλουτισμένη (, ακριβής δοκιμασία του Fisher) από τα γονίδια H3K4 ES, ένα αποτέλεσμα το οποίο είναι σύμφωνο με τα ευρήματά μας ότι οι H3K4 ES γονίδια εμπλουτισμένο μεταξύ τουλάχιστον ασταθής γονίδια μετα-ανάλυση, δηλαδή, εκείνα τα γονίδια τα οποία έχουν σταθερά τουλάχιστον διαφορά στο μοτίβο μεθυλίωσης μεταξύ του καρκίνου και υγιή φαινοτύπους. Παρομοίως, βρέθηκε ότι τα γονίδια με έκφραση προβλέφθηκε από μόνο τη μέση συμμεταβλητή παράγωγο ήταν σημαντικά εμπλουτισμένη από τα γονίδια Biv ES και PCGTs (και αντίστοιχα, του Fisher exact test) γονίδια και ότι με την έκφραση προβλέπεται μόνο από τη συμμεταβλητή μέση μεθυλίωση στο ίδιο πολυμεταβλητή παλινδρόμηση ήταν σημαντικά εμπλουτισμένη από τα γονίδια H3K4 ES (, ακριβής δοκιμασία του Fisher).

Αυτά τα ευρήματα εκτείνονται σε ετερογενή φαινότυπο όγκου, όπως ορίζεται από την έκφραση των γονιδίων, η ιδέα ότι οι διαφορές στα πρότυπα μεθυλίωσης σε γονίδια βλαστικών κυττάρων είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του καρκίνου και δείχνει ότι αυτό μπορεί να μετρηθεί με ενδο-γονίδιο αρχιτεκτονική μεθυλίωση με τη μορφή ενδο-γονίδιο μεθυλίωσης μεταβλητότητα (σύμφωνα με τις μέσες μέτρα παράγωγο και μεθυλίωσης διακύμανσης) και αστάθεια (σύμφωνα με τη μέση -score μέτρου) με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό, τι με μέση μόνο στο επίπεδο μεθυλίωσης.

Σύλλογος Γονιδίωμα-ευρύ Μέση -score με τον Καρκίνο του μαστού Εγγενής υπότυποι

Οι διαφορές στην αρχιτεκτονική ενδο-γονίδιο μεθυλίωσης μεταξύ ετερογενών φαινοτύπων όγκου (όπως ορίζεται από την έκφραση του γονιδίου) διερευνήθηκε περαιτέρω , στο πλαίσιο του καρκίνου του μαστού εγγενή τους υποτύπους. Τα ίδια 217 δείγματα BRCA με συμφωνημένα γονιδιακής έκφρασης και δεδομένων μεθυλίωση διαθέσιμα ήταν κάθε μοναδικά ανατεθεί σε έναν από αυτούς τους υποτύπους της νόσου, σύμφωνα με τις καθιερωμένες μοριακές ορισμούς, με τη χρήση του ταξινομητή PAM50 [20]. Αυτό έγινε με τη συσχέτιση του προφίλ γονιδιακής έκφρασης (Spearman συσχέτισης) για κάθε δείγμα στα προφίλ γονιδιακής έκφρασης κανονική PAM50 ταξινομητής για 5 διαφορετικά εγγενή τους υποτύπους, και για κάθε δείγμα την επιλογή του υποτύπου με το μεγαλύτερο συντελεστή συσχέτισης, που οδηγεί σε 42 δείγματα ταξινομούνται ως Basal , 24 ως HER2, 81 αυλού Α, 54 Β του αυλού, και 16 χαρακτηρίζονται ως κανονική. Για καθένα από αυτά τα δείγματα, ένα γονιδίωμα-ευρεία σημαίνει -score υπολογίστηκε επίσης, ως ένα γονιδίωμα-ευρεία ανά δείγμα της ενδο-γονιδίου αρχιτεκτονική μεθυλίωσης. Οι κατανομές αυτών γονιδιώματος σε επίπεδο μέσης -scores για κάθε εγγενή υπότυπο φαίνεται στο σχήμα 5? υπάρχουν σαφείς διαφορές στο μέσο και κατανομές μεταξύ καθενός από τους υποτύπους. Μια δοκιμασία Kruskal-Wallis πραγματοποιήθηκε για να ελέγξει τη σημασία αυτών των διαφορών, με ένα πολύ σημαντικό αποτέλεσμα,. Αφαίρεση των δειγμάτων που ταξινομούνται ως αυλού Β και Κανονική (όπως οι κατανομές των βαθμολογιών μέσου-z γονιδιώματος σε επίπεδο έχουν μεγαλύτερα και μικρότερα διακυμάνσεις, αντίστοιχα, για τις εν λόγω υποτύπους από τους άλλους), ακόμη οδήγησε σε σημαντικό αποτέλεσμα στη δοκιμή Kruskal-Wallis, . Αυτή η ικανότητα να διακρίνουν μεταξύ ετερογενών φαινοτύπων του όγκου, στο πλαίσιο των καθιερωμένων μοριακών ορισμούς των υποτύπων ασθένειας, δείχνει ότι μπορεί να είναι δυνατή η χρήση ενδο-γονίδιο αρχιτεκτονική μεθυλίωση για την ανάπτυξη νέων μοριακών ταξινομητές του καρκίνου, ή να κάνει ήδη εγκατεστημένοι πιο ισχυρή. Αυτό είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον, δεδομένου ότι τα επίπεδα μεθυλίωσης είναι τυπικά πιο σταθερές από τα επίπεδα γονιδιακής έκφρασης.

Η μέση κατά μήκος όλα τα γονίδια των μέσων -scores υπολογίστηκε για τα δείγματα 217 BRCA με συμφωνημένα έκφραση και δεδομένα μεθυλίωση διαθέσιμα. Αυτά τα δείγματα ανεξάρτητα ταξινομημένα ανά συσχέτιση του προφίλ τους γονιδιακής έκφρασης (Spearman συσχέτιση) με εκείνες του PAM50 καρκίνου του μαστού εγγενή υπότυπο ταξινομητής [20]. Οι κατανομές αυτών των γονιδιώματος σε επίπεδο μέσης -scores, για κάθε εγγενή υπότυπο, δείχνονται στα Boxplots. Ενδείκνυται σημασία υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας το τεστ Kruskal-Wallis.

Η

Συζήτηση

Έχουμε δείξει ότι η αναδιοργάνωση της ενδο-γονιδίου αρχιτεκτονική μεθυλίωση είναι ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό των καρκινικών κυττάρων, και ότι υπάρχει είναι πολλοί τρόποι για να εκτιμήσει αυτές τις διαφορές, οι οποίες μπορούν να παρέχουν δωρεάν πληροφορίες. Έχουμε αναπτύξει μέτρα για την ανίχνευση μερικές από αυτές τις διαφορές, μεταξύ των οποίων την πρώτη έρευνα της ενδο-γονιδίου μεταβλητότητα της μεθυλίωσης (σε αντίθεση με δείγμα σε δείγμα μεταβλητότητα της μεθυλίωσης). Έχουμε δείξει ότι η μέση -score μέτρο μας είναι σταθερά πιο αποτελεσματικό στην πρόβλεψη του καρκίνου σε σύγκριση με υγιή φαινότυπο από ό, τι σημαίνει μεθυλίωση, ακόμα και μετά την προσαρμογή για το μέσο επίπεδο μεθυλίωσης.

Έχουμε πραγματοποιήσει αυτό που είναι, με τις γνώσεις μας, η μεγαλύτερη μετα-ανάλυση που πραγματοποιήθηκε σε οποιαδήποτε μελέτη της μεθυλίωσης του DNA. Συγκεκριμένα, πάνω από 4000 γονίδια βρέθηκαν να σχετίζονται σημαντικά με μια σταθερή διαφορά μεταξύ του καρκίνου και υγιή φαινοτύπων, αποδεικνύοντας ότι, ως μέθοδος για τη διάκριση καρκίνου από υγιή ιστό, μέση -score μέτρο μας αντέχει στις διαφορές μεταξύ των τύπων όγκων. Οι 100 πιο σημαντικές γονίδια σύμφωνα με την παρούσα μετα-ανάλυση (Πίνακας S1) μπορεί να θεωρηθεί ως ιδιαίτερα χαρακτηριστική μιας γενικευμένης και μη φαινότυπο καρκινικού ιστού-ειδική. Αυτά τουλάχιστον ασταθή γονίδια μετα-ανάλυση είναι επίσης εμπλουτισμένα σημαντικά (Πίνακας 2) από τα γονίδια που μεταφέρουν H3K27 και δισθενούς σήματα χρωματίνη σε κύτταρα ES και από PCGTs, συνάδει με την ιδέα ότι ο φαινότυπος του όγκου συνδέεται με την απόκτηση των χαρακτηριστικών βλαστικών-όπως κυττάρων [ ,,,0],15].