PLoS ONE: Nye gener associeret med kolorektal cancer er afsløret af High Resolution cytogenetisk analyse i en Patient Specifik Manner

Abstrakt

Genomisk abnormiteter, der fører til kolorektal cancer (CRC) omfatter somatiske hændelser forårsager kopi nummer afvigelser (CNAs) samt kopi neutrale manifestationer såsom tab af heterozygositet (LOH) og uniparental disomi (UPD). Vi studerede den kausale effekt af disse begivenheder ved at analysere høj opløsning cytogenetisk microarray data for 15 tumor-normal parrede prøver. Vi har registreret 144 gener, der berøres af CNAs. En undergruppe af 91 gener vides at være CRC relaterede endnu høje transportcenter score indikerer 24 gener på kromosomer 7, 8, 18 og 20 til at være stærkt relevant. Kombinere transportcenter ranking med funktionelle analyser og graden af ​​tab /vinde vi identificerer tre gener i områder af betydeligt tab (ATP8B1, NARS, og ATP5A1) og otte i områder af gevinst (CTCFL, SPO11, ZNF217, PLEKHA8, HOXA3, GPNMB, IGF2BP3 og PCAT1) som roman i deres samarbejde med CRC. Pathway og mål forudsigelse analyse af CNA berørte gener og microRNA’er, angiver henholdsvis TGF-β signalvej at være involveret i at forårsage CRC. Endelig LOH og UPD kollektivt påvirket ni kræftrelaterede gener. Transcriptionsfaktor bindingssteder på regioner af 35% kopital tab /gevinst påvirket 16 CRC-gener. Vores analyse viser patientspecifikke CRC manifestationer på genomisk niveau, og at disse forskellige begivenheder påvirker individuelle CRC patienter forskelligt

Henvisning:. Eldai H, Periyasamy S, Al Qarni S, Al Rodayyan M, Muhammed Mustafa S, Deeb A et al. (2013) Nye gener associeret med kolorektal cancer er afsløret af High Resolution cytogenetisk analyse i en patient specifik måde. PLoS ONE 8 (10): e76251. doi: 10,1371 /journal.pone.0076251

Redaktør: Jörg D. Hoheisel, Deutsches Krebsforschungszentrum, Tyskland

Modtaget: Marts 30, 2013; Accepteret: August 22, 2013; Udgivet: 30 oktober 2013

Copyright: © 2013 Eldai et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Denne undersøgelse blev understøttet af en forskningsbevilling # RC10 /083 tildelt MAA af kong Abdullah International Medical Research center. Alle forfatterne er ansat af kong Abdullah International Medical Research Center eller National Guard Health Affairs. Begge institutioner er en del af Kong Abdul Aziz Medical City. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

kolorektal cancer er en af ​​de mest udbredte cancerformer og er en verdensomspændende sundhedspleje bekymring [1]. Det er den mest almindelige form for cancer i Asien [2]. Forekomsten af ​​CRC er stigende blandt den lokale befolkning i Saudi-Arabien, som set af over en tre-fold forekomst stigning i mænd fra 3,2% [3] til 11,2% [4] inden omkring 7 år. En parallel tendens hos kvinder er observeret med en stigning fra 2,7% [3] til 8,8% [4] i samme periode.

De genomiske begivenheder tegner sig for tab /gevinst på kromosomer, tab af heterozygositet, uniparental disomi etc. er velkendte for at have en stærk korrelation med CRC og udfældning af genkopital ændringer [5], [6], [7]. På det funktionelle plan, flere gener ordningen debut, progression og metastase af CRC [8]. Ligesom andre kræftformer; graden af ​​kopital aberrationer korrelerer med forekomsten og sværhedsgraden af ​​CRC samt prognose og sygdomstilbagefald [9], [10]. Områder i kopi nummer gevinster og tab kan påvirke gener kritiske i udviklingen af ​​kræft og afslører prædiktive markører, der er bestemmende for respons /resistens mod behandlingen [2], [11]. Da vi sætter pris på heterogenitet af disse begivenheder i patient specifik måde; vurdering af kopi nummer profiler kan bruges i tilpasse behandlingsmuligheder for patienterne og strømline forbehandling planlægning [5].

Flere undersøgelser udforskede etnisk-geografisk aspekter af CRC tumorer og afslørede formodede population-specifikke mønstre til kromosom afvigelser derfor indebærer etnisk og regionalt grundlag til CRC [2], [12], [13], [14], [15]. Den hurtige stigning i forekomsten af ​​CRC i Saudi-Arabien tilskynder til at udnytte avancerede genomiske teknikker til at studere tumor-associerede funktioner og give nyttig indsigt til de nationale sygdomsbekæmpelse strategier. Selv en relevant undersøgelse undersøger løber af homozygositet (ROH) elimineret fælles afstamning som en risikofaktor disponerer til CRC i den lokale befolkning [13], en konstatering baseret på dokumentation fra vurderingen af ​​en væsentligt større og ud opdrættet befolkning [15], endnu en omfattende karakteristik af CRC i den lokale befolkning mangler stadig. Inddragelsen i CRC af begivenheder, såsom LOH, UPD og CNAs stort set uudforsket i en integreret form.

Array komparativ genomforskning hybridisering (aCGH) afslører regioner af molekylær betydning for kræft ætiologi, prognose og fritagelse med exemplar klarhed men det er umuligt at opdage kopi-neutrale konsekvenser såsom UPDs [16], og det er svært at måle fokale kromosomale begivenheder.

En nylig tilføjelse til cytogenetik er den Cytoscan HD (Affymetrix) arrays, hvorigennem integration og efterforskning af forskellige indsigt til CRC er mulig. Kombinationen af ​​enkelt-nukleotid polymorfisme (SNP) baseret og ikke-polymorfe prober i dette array design tillader afdækning kopi neutrale begivenheder samt andre genomiske abnormiteter. Det er muligt at få genom-dækkende indsigt i CNV, LOH og UPDs og omgå de iboende svagheder konventionelle aCGH [17], [18]. Evnen til at analysere data for forskellige typer af kromosomale begivenheder genereret fra en enkelt platform giver en bedre nøjagtighed.

Heri undersøgte vi de kromosomafvigelser, der kunne være forbundet med debut af CRC. Ved at sammenligne tumor-normal væv par i en patient-wise måde, vi understrege på at reducere heterogenitet, fjerne tværs underlagt generaliseringer og fokusere på de enkelte fagspecifikke begivenheder, der adskiller tumorceller fra deres sunde modstykker. For at detektere regionerne kromosomal kopi nummer breakpoints og vurdere potentialet af gener i dem at være kørsel kræft vi implementeret to fremgangsmåder: Circular Binary Segmentering (CBS) [19] og Genomisk identifikation af signifikant mål i Cancer (transportcenter) [20].

Så vidt vi ved, denne undersøgelse er det første forsøg på at omfattende udforske CRC tilknyttede kromosomafvigelser i en lokal kohorte hjælp Cytoscan HD-array giver meget høj opløsning fanger for downstream beregningsmæssige analyser. Vi rapporterer vores resultater på funktionalitet af gener, der berøres af kromosomale anomalier, herunder kopi nummer gevinster og tab, LOH og UPD samt transkriptionsfaktorbindingssites henhører under disse regioner.

Materialer og Metoder

Etik Statement

undersøgelsen er godkendt af den etiske komité og Institutional review Board (IRB) kong Abdullah International medicinsk Research center efter behørig gennemgang af de etiske aspekter af forslaget. De nødvendige proceduremæssige og etiske samtykkeerklæringer blev underskrevet af hver patient forud for prøvetagning.

Prøvetagning

Tredive biopsier blev erhvervet fra 15 saudiske patienter (seks mænd og ni kvinder) præsentere for foreløbig CRC diagnose. Alle tilfælde blev opsamlet uanset kirurgisk stadium eller histologiske. Hver Hematoxylin og eosin (H 60% tumor cellekerner til optagelse i undersøgelsen. Den kohorte bestod af patienter, der ikke havde gennemgået nogen kendt CRC-relateret klinisk intervention før tidspunktet for biopsier erhvervelse

Sample Processing DNA ekstraktion

Parret prøve af tumor og tilstødende normal slimhinde taget fra 2 cm fra hinanden blev indsamlet. Hver tumor prøve vejede mellem 10-30 mg. Biopsi væv blev opbevaret i RNAlater (Ambion) ved 4 ° C i 24 timer; efterfulgt af frysning og yderligere opbevaring ved -20 ° C. CRC – positiv prøve par blev derefter udvalgt til DNA-ekstraktion ved NucleoSpin Trio Kit (Macherey-Nagel, Tyskland). Kvalitet og mængde kontrol blev udført af NanoDrop (Thermo Fischer Scientific).

Data Generation hjælp Cytogenetik Array.

Cytoscan HD arrays sammen med komplet kit blev erhvervet fra Affymetrix (Affymetrix Inc., USA ). Anbefalet DNA amplifikation kit blev fremskaffet fra Clontech (Clontech Laboratories Inc., USA). Leverandørens protokol blev fulgt til forstærkning, hybridisering, vask og farvning trin. De arrays blev scannet ved hjælp 7000G scanner fra Affymetrix. De data, der behandles i denne publikation er deponeret i NCBI s Gene Expression Omnibus og er tilgængelige via GEO Series tiltrædelse nummer GSE 47204.

Dataanalyse

Vi fulgte en case-kontrol-analyse strategi, hvor emnet tjente som donor af både kontrol- og tumorvæv. Tumor-normal sammenligninger blev således udført mellem homogene prøver.

CNV, LOH og UPD Analysis.

Nexus Copy Number 6.0 (BioDiscovery, Inc., CA, USA) blev anvendt til at vurdere genom kopital frekvenser for de 15 patienter. Endvidere Aroma.affymetrix [19] – anden implementering CBS som en del af BioConductor s DNACopy bibliotek og den tilknyttede TumorBoost algoritme (som normaliserer allel specifikke kopiantal for tumorprøver med parrede normaler) blev også anvendt til at identificere genomiske begivenheder. Vi opnåede overensstemmelse resultater fra begge implementeringer.

Kombinationen af ​​Cytoscan HD høje opløsning og tilbundsgående analyse af Nexus Copy Number giver os mulighed for at fange selv de mindste genomiske begivenheder. Hyppigheden tærskel parametre, der anvendes til analysen er 0,2 for gevinst, 0,6 for høj gevinst, -0,2 for svagt tab og -1,0 for stort tab. Et minimum cutoff på 500 kb blev anvendt til påvisning af disse begivenheder. Information vedrørende transkriptionsfaktorbindingssites blev opnået fra Open Regulatory Annotation Database (ORegAnno, www.oreganno.org) [21]. miRNA target analyse blev udført ved hjælp af microRNA integration system til Target Gene forudsigelse (MIRSYSTEM) softwareversion 20.130.328 tilgængelig på https://mirsystem.cgm.ntu.edu.tw/

transportcenter analyse.

kombinere transportcenter (Genomisk Identifikation af væsentlige mål i Cancer) scorer ranking og toppe i kopi antal genomiske regioner vi identificeret de gener, i henhold til den annotation af det humane genom samling GRCh37 /hg19.

Gennem Nexus Copy Number vi gennemføres transportcenter analyse. G-scores relay betydningen af ​​gener til drev kræft ved vejning regioner af aberration imod sandsynligheden for tilfældig forekomst [20]. De G-scorer for regioner detekteret af CBS blev undersøgt. Vi mærket som signifikant enhver region i en score over 2.

Funktionelle Veje og Network Analysis.

Den funktionelle og biokemiske analyser for et sæt af 144 gener udvundet de berørte kromosomale regioner blev udført ved hjælp af Ingenuity Pathway Analyse-IPA (Ingenuity® Systems, www.ingenuity.com).

Funktionel analyse

Funktioner og sygdomme mest betydningsfulde for datasættet blev identificeret ved at forespørge den eksperimentelt valideret Ingenuity Knowledge Base. Sandsynligheden for, at hver funktion /sygdom skete ved en tilfældighed alene blev beregnet ved Højreklik tailed Fishers eksakte test med en tærskel på 0,05.

Canonical Pathway Analyse

Pathways mest relevante for datasættet blev identificeret ved IPA bibliotek af kanoniske veje i Ingenuity Knowledge Base

betydningen af ​​sammenhæng mellem de fastsatte data og den kanoniske sti blev målt på 2 måder:. 1) En forholdet mellem antallet af molekyler fra datasættet, som kortlagt til reaktionsvejen divideret med det samlede antal molekyler, som kortlagt til den kanoniske pathway. 2) Sandsynligheden for, at chancen alene forklarer sammenhængen mellem gener i datasættet og de kanoniske veje blev beregnet via Fishers eksakte test.

Netværk Grafisk repræsentation

To lister over gener blev brugt til at skabe netværk : det første omfatter 144 gener og den anden baseret på høje transportcenter rang og CNV rækkevidde. Grafisk afbildning af veje position genet i knudepunkter af forskellig udformning og det biologiske forhold mellem to knudepunkter er en kant. Alle kanter er støttes af mindst én reference fra litteraturen, fra en lærebog eller fra kanonisk oplysninger gemt i Ingenuity® Knowledge Base. Nodes figurer repræsenterer den funktionelle gruppe af genet produkt.

Netværk Generation

Hver identifikator i vores liste blev kortlagt til dens tilsvarende objekt i Ingenuity® Knowledge Base. Baseret på eksperimentelle rapporter denne analyse filtre tilsvarende gener og relationer findes i data registreringsdatabasen på kun mennesker. Så kun de Netværk Støtteberettigede Molekyler blev lagt oven på et globalt molekylær netværk udledes af oplysninger i Ingenuity Knowledge Base. Netværk af Netværk Støtteberettigede Molekyler blev derefter algoritmisk genereret ud fra deres konnektivitet.

Resultater

Analyse af tumor-normal par afslører forventes kromosomal kopi nummer afvigelser endnu viser patientspecifikke variationer. Foreløbige beviser forudsiger inddragelse af elleve tidligere urapporteret gener i kolorektal cancer Ikke-copy-nummer tilknyttede begivenheder, vi beskriver omfatter LOH og UPD som kan påvirke regulatoriske elementer og kræftrelaterede gener.

Betydelig Kromosomal Number Afvigelser

Kollektivt gevinster dominerede kromosomer 7, 8Q, 12, 13, og 20Q mens tabene var almindelige i kromosomer 1, 6, 10, 14q, 17p, 18, og 21. Den korte arm af kromosom 4 er endnu et lidt tabt region, de afvigelser der og dem i kromosom 6 og 10 var hyppige i den kvindelige gruppe.

Et sammensat billede af alle de parvise sammenligninger leveres i (figur 1A). Et hurtigt blik på køn kloge gruppering af resultaterne viser flere regioner i tab hos kvinder (n = 9) end mænd (n = 6) med variabel størrelse (figur 1B)

A:. Andel af antal kopier gevinster og tab i tumorprøver sammenlignet med deres normale tilsvarende væv for alle kromosomer i femten forsøgspersoner. Tab er markeret med rød under grundlinjen hvorimod gevinster er repræsenteret i blå streger over grundlinjen. Kredsede kromosom numre (12 og 14) afspejler begivenheder tab og gevinst udelukkende observeret i vores datasæt. B: Køn klogt kopi nummer ændringer i forbindelse med den samlede CNAs:. Den lille tab i den korte arm af kromosom 4, i hele kromosom 6 og 10 er hyppige i den kvindelige gruppe

Sammenligning af graden og hyppigheden af tab vi konstatere, at høj kopi gevinster er mere end homozygote tab kopi (21 gevinster vs. 14 tab). Størrelsen af ​​gevinster derfor er højere. Men vi også konstatere, at kromosomale tab forekom med mere frekvens end gevinster (285 tab vs 273 gevinster). Tabel 1 viser observationer for hver patient og køn gruppe. Tolv forsøgspersoner viste tegn på kopi nummer gevinster og tab. Selv blev observeret tab og gevinster i alle kromosomer, unikke kromosomale tendenser opstod for hver patient og køn gruppe. Tabel 2 sammenligner vores resultater mod tidligere offentliggjorte rapporter.

Tab af heterozygositet (LOH) og uniparental disomi (UPD)

Ud over kromosomal kopi nummer ændringer, tumor- normale sammenligninger afslører patient specifik kopi neutrale begivenheder. Vi ser LOH i seks tilfælde; hvoraf fem har UPDs. Også fem af disse patienter har LOH /UPD begivenheder på flere microRNA regioner som afbildet i figur 2 A og B for kromosomer 4 og 17 i prøve 9F. Target gen analyse af berørte miRNA viser deres sandsynlige indvirkning på veje der er relevante for kolorektal cancer. Vi fandt MAPK, WNT og TGF-β signalveje blandt topscorerne over en afskæringsfrekvens på 0,5 (figur 2C). Komplet liste over alle de miRNA mål og deres resultater er anført i tabel S1

A:. Segmentoplysninger UPD begivenheder, der spænder over flere microRNA regioner i kromosom 4 i patient 9F. B: LOH begivenhed i kromosom 17 i den samme prøve ovenfor. LOH er forbundet med kopital variationer. C: Mål Forudsigelse analyse af miRNA udviser den sandsynlige inddragelse af kendte signalveje i kolorektal cancer. Y-aksen repræsenterer numeriske score indikerer prædiktiv værdi. D: TPM3 og MUC1 påvirkes af UPD hændelser i patientens 7F. E:. MYC region opretholde LOH events og kopiere gevinster i patient 10F

Patient klogt, UPD begivenheder er hyppigere (samlede hændelser = 15) end LOH hændelser (samlede hændelser = 7). Nogle patienter viste omfattende segmentær UPDs (i.e.7F), mens andre (i.e.10F) viste dominerende LOH; en plausibel indikation af forskellige patientgrupper specifik kopi neutrale indflydelse på mekanismer, der fører til CRC.

På tværs patienter ni kræftrelaterede gener er indeholdt i områder plyndret af LOH og UPD. Tropomyosin 3 (TPM3), Mucin 1, celleoverfladen forbundet (MUC1), Thrombospondin 3 (THBS3), Cbl proto-onkogen, E3 ubiquitin protein ligase B (CBLB), v-MAF musculoaponeurotic fibrosarkom onkogen homolog (aviær) (MAF), v-MAF musculoaponeurotic fibrosarkom onkogen homolog (aviær) (FBXW7) harbor UPDs og cyclin D (CCND2), PCAT1 og V-myc myelocytomatosis viral onkogen homolog (aviær) (mYC) har LOH hændelser (Figur 2 D BCAS1 har den højeste G-score blandt alle 144 gener

A:. Amplitude af gevinster og tab afslører 144 gener fra forskellige transportcenter scores på tværs af alle kromosomer (nummereret i overensstemmelse hermed). Piggene i gråtonede områder af berigelse svarer til transportcenter scoringer for gener i disse regioner. B: Molekylær netværk af gener, der berøres af betydelig kopi nummer afvigelser i tumorprøver. Disse hændelser blev placeret på kromosomerne 7, 8, 18 og 20. 11 ud af 24 gener viser ingen sammenhæng med kolorektal cancer funktion. Dette er i konformation med transportcenter analysen bortset fra G-score på TSHZ1. Solid linjer mellem knuder angiver direkte molekylær interaktion mellem forbundne gener med hensyn til CRC. Funktioner er angivet med figurer: enzymer (ruder), cytokiner (kvadrater), kinaser (trekanter), transkriptionsfaktorer (tværgående ovaler), transmembrane receptorer (lodrette ovaler), transportører (trapezformede) og andre (cirkler)

G-scores for mange af de afvigelser, der er foretaget i andre gener i kromosom 20 er så langt som 3 standardafvigelser over G-score betyder; et område, som er endnu højere end den umiddelbart næste øverste G-score region (dvs. q42.21 på kromosom 8 husly PCAT1).

PCAT1 har en gevinst på 46,67% i vores datasæt, og det er den eneste gen i kromosom 8 med sådan en fremragende G-score. På kromosom 7, seks gener havde betydelige transportcenter scores hvoraf interleukin 6 (IL6) og inhibin p A (INHBA) vides at være forbundet med CRC (tabel 4).

Ingenuity pathway analyse (IPA) udleder at 12/24 gener i kromosom 7, 8, 18 og 20 er indbyrdes forbundet og forbundet med CRC. Den funktionelle konsekvenser af de høje G-score gener og deres netværksforbindelse er portrætteret i figur 4B. Bemærkelsesværdigt, elleve af de samlede 24 gener var ikke direkte forbundet med CRC henhold til IPA-databasen.

Tabel S3 lister alle de 144 gener kromosomale steder og grader af gevinst og tab samt signifikans scoringer.

funktionelle Analyser af transportcenter filtrerede gener

Gennem IPA vi vurderede funktionelle manifestation af disse 144 gener. Analysen relaterede disse gener til cancer og gastrointestinal sygdom med høj statistisk tillid (-log p-værdi = 55), efterfulgt af cellulær differentiering, bevægelse og andre funktioner (Figur S3A)

Pathway analyse af disse. gener viste deres engagement i hepatisk fibrose og CRC metastaser signalering. Humane embryonale stamceller pluripotens og RAR signalering havde også høj statistisk signifikans med en negativ log p-værdi = . 5 (figur S3B)

Den øverste scoring netværk (statistisk score = 40, fokus molekyler = 24) for dette sæt af 144 gener består af SMAD familien (SMAD2, 3, 4 7), og andre, som er kendt for at være involveret i cancer og et væld af gastrointestinale sygdomme (figur S3C)

diskussion

Denne undersøgelse har til formål at løse to vigtige spørgsmål i forbindelse med cytogenetik af CRC. Først er der et fælles mønster af somatiske kromosomale ændringer, der fuldt karakteriserer CRC? For det andet, hvad er de sandsynlige mediatorer af funktionelle effekt af somatiske kromosomale ændringer i CRC tumorceller?

For at opnå dette, vi beskæftigede patienten tumor-normal sammenligning model. Vores resultater held repræsenterer den unikke natur af kromosomale begivenheder i hver patient, og i overensstemmelse med de observationer rapporteret af andre grupper endnu med nye indsigter. Vi udnyttet potentialet i en ny cytogenetisk microarray platform i stand til at give molekylære data i høj opløsning identificere kromosomal nummer aberrationer (gevinster og tab), LOH og UPD. Begrænsningerne af tidligere molekylær cytogenetik mikroarrays gjort det umuligt at studere alle begivenheder i et enkelt eksperiment. Vores enestående evne til at overholde alle disse begivenheder ved hjælp af en enkelt platform minimerer variation som følge af generation af data ved hjælp af forskellige metoder.

Med en målsætning om at forstå de kausale effekter af tilkøbte somatiske ændringer, der adskiller tumorceller fra normale dem, vi sammenlignede cytogenetik profil af en patients tumor med egne normale celler afledt fra tilstødende slimhinder. Denne fremgangsmåde er nu anerkendt som mere relevante [5] i modsætning til den, hvor tumorprøver er grupperet til sammenligning med en gruppe af normale prøver ikke nødvendigvis fra den samme patient [22], [23].

Mens vores undersøgelse var i gang, blev en forskningsartikel udgivet af The Cancer Genome Atlas netværk [24]. Det forsøgte at give en integreret molekylær karakterisering af tyktarmen og endetarmskræft. Vi brugte en anden platform og forsøgspersoner. Dette giver mulighed for at udforske tidligere resultater for translationelle værdier fra et perspektiv af omfattet-wise cytogenetiske begivenheder. En sammenfattet mønster af de somatiske kromosomal kopi nummer afvigelser udledes femten patienter blev opnået ved hjælp af CBS.

Det eksemplar nummer ændrer vi observeret ske på alle kromosomer, der repræsenterer mangfoldigheden af ​​molekylære kandidater formodet involveret i tumorigenese via forskellige mekanismer. Vores resultater er i overensstemmelse med tidligere fund, der identificerer gevinster som fremherskende i kromosomerne 7, 8Q, 13, 20Q og X mens tab at være fælles i kromosomerne 1, 8 p, 17p, 18, og 21. Desuden, med hjælp af den høje opløsning vifte vi er i stand til at rapportere yderligere områder på 14q at bære erhvervet somatisk CNAs. Tab af heterozygositet begivenheder på 14q12-13 og 14q32 havde tidligere været forbundet med metastatisk gentagelse af tidlige fase CRC [25], men er ikke knyttet til CNAs i den indledende fase. Tab af 1p er blevet associeret med metastaserende CRC med en øget frekvens og blev rapporteret i ikke-metastaserende CRC samt [26]. Andre rapporter om kopital tab er impliceret kromosom 5 [5] og 15 [27]. Disse resultater understøttes af tidligere undersøgelser, som sammenfattet i tabel 2.

LOH og UPD forekommer vilkårligt hele kromosomer. De påvirker forskellige patienter på forskellige foci og bidrage til onkogenese, prognose /tilbagefald og metastase, hvis de kompromitteret tumorsuppressorgener. Deres utilsigtet natur berettiger en inden for individet udforskning da hvert fag præsenterer et enestående tilfælde i form af LOH art, hyppighed og ramte regioner. I vores undersøgelse, hyppigheden af ​​UPD var mere end dobbelt som i LOH. LOH begivenheder, der påvirker tumorsuppressorgener (GTS) menes at være et vigtigt skridt i CRC carcinogenese. Selvom flere undersøgelser forsøgt oprettelse alle GTS i de områder af LOH; listen over berørte regioner er voksende, at det er svært at enheden en mønster. Snarere, vores observationer prompt at overveje disse genomiske begivenheder for hver enkelt patient og understrege begrebet personlig behandling /diagnose tilgange. I et integreret cytogenetisk kortet ved Mao et al [28] regionerne 8p, 17p og 15q match med vores resultater i nogle patienter, hvor 8p22 og 15q13.1-13.2 viste UPD. Interessant, ingen af ​​disse regioner indeholde kendte cancer gener.

Med et bredt sæt af CNAs og LOH sker på en unik måde i de enkelte patienter, vi kan besvare det første spørgsmål benægtende og understrege vigtigheden af ​​unikke i en patientens genomisk landskab.

Vi har tilføjet en anden dimension til effekten af ​​LOH /UPD ved at beskrive de miRNA forbundet med respektive regioner. miRNA kan tjene som bedre terapeutiske mål end de berørte regioner. Som det fremgår af miRNA target analyse virkningen af ​​LOH /UPD på miRNA kan oversætte til at påvirke vigtige veje som WNT og TGF-β-signalering. Selv om de fleste af de LOH regioner omfatter kendte kræft gener herunder MYC, der er nogle områder, der stadig udforske. Forholdet mellem LOH begivenheder og deres virkninger på miRNA-profiler er stort set karakteriseret især i CRC. En nylig rapport forsøgt at skabe et integreret billede rettet mod at finde et generelt mønster i akut lymfoblastisk leukæmi [29]. En lovende område for yderligere forskning er at udforske forbindelsen mellem LOH påvirkede cancer gener og miRNA.

Temaet for patientens individualitet i form af kromosomafvigelser er gentaget af, hvordan resultaterne for hver patient udbytte et unikt sæt af begivenheder påvirker forskellige gener samt miRNA. I betragtning af den nærhed af SNP sonder anvendes i denne platform generne berørte er færre i antal i forhold til tidligere undersøgelser, hvor LOH og UPDs blev rapporteret i større størrelser. Selvom SNP-typning vifte-baserede CNA og LOH analyser er blevet rapporteret for CRC, information til gener involveret direkte i sådan CNA og LOH er knappe [30].

Netværk af de ramt af LOH samt UPD gener tyder eksistensen af ​​ingen kendte interaktioner mellem dem og vise FBXW7 og MUC1 er stærkt involveret i forskellige aspekter af tumorigenese. FBXW7 er en kendt tumor suppressor [31], men tilstedeværelsen af ​​MUC1 i UPD regionen er overraskende, da det er et velkendt onkogen. Søger forbindelser mellem gener ramt af LOH og UPD begivenheder fandt vi, at MYC var påvirket af FBXW7 og MUC påvirket CCND henviser PCAT ikke vides at interagere med ethvert andet molekyle i netværket. Tilstedeværelsen af ​​MUC1 onkogen i UPD berørte område kan forklares på baggrund af rapporter implicerer MUC1 undertrykke celledeling via en kompleks mekanisme [32]. Den funktionelle effekt af LOH og UPD på disse genregioner fortjener således yderligere validering og karakterisering.

For at vurdere den samlede virkning af CNAs og undersøge mulige mediatorer af deres effekt, vi analyserede transskription faktor bindende websteder, der er inden CNA regioner. Tilstedeværelsen af ​​TFBS svarende til CRC beslægtede gener inden for Tab /Gain indikerer en sandsynlig mekanisme af funktionel manifestation af kromosomafvigelser observeret i tumorceller. Berørte områder på kromosomerne 7,14,20,21 og X indeholder TFBS relateret til 16 gener. Disse gener blev fundet at være associeret med cancer og gastrointestinale sygdomme. Interessant, TGF-β-signalering var en signifikant påvirket pathway. Dette resultat genlyd med funktionel analyse af transportcenter identificerede gener, hvor SMAD familien blev fundet til at spille en væsentlig rolle i at påvirke funktioner og veje. Også miRNA target forudsigelse analyse viser TGF p at blive væsentligt påvirket. Denne analyse giver et andet perspektiv på de plausible funktionelle virkninger af at gå på kompromis TFBS af CNAs og understreger betydningen af ​​ikke-kodende regioner i kræft indvielse.