Extracto
Estudios
en los distintos tipos de cánceres ginecológicos (GC) , la utilización de nuevas tecnologías de expresión, han revelado patrones patogénicos y marcadores específicos de genes para el cáncer cervical (CC), de endometrio (CE) y el cáncer de vulva (VC). Aunque los fenotipos clínicos de los tres tipos de cánceres ginecológicos son discretos, el hecho de que provienen de un origen embriológico común, ha llevado a la hipótesis de que pudieran compartir características comunes que reflejan la regresión a la embriogénesis temprana. Para abordar esta cuestión, se realizó un análisis comparativo global de sus perfiles. Nuestros datos identifican ambas características comunes (vías y redes) y nuevos módulos distintos que controlan los mismos procesos biológicos desregulados en los tres tipos. Específicamente, cuatro módulos de la transcripción novedosas se descubrieron la regulación del ciclo celular y la apoptosis. La integración y la comparación de nuestros datos con otras bases de datos, llevado a la identificación de características comunes entre los tipos de cáncer, las células madre embrionarias (ES) y la población de células recién descubierto de escamoso-cilíndrica (SC) de unión del cuello del útero, considerados como sede de los eventos temprana de cáncer . En conclusión, estos datos nos llevan a proponer la presencia de características comunes entre los cánceres ginecológicos, otros tipos de cáncer, las células madre embrionarias y las células de unión SC pre-malignas, donde la novela E2F /NFY y MAX /módulos CEBP juegan un papel importante para la patogénesis de los carcinomas ginecológicos
Visto:. Pappa KI, Polyzos A, Jacob-J Hirsch, Amariglio N, Vlachos GD, Loutradis D, et al. (2015) Perfiles de los cánceres ginecológicos discretos Revela Nuevos transcripcional módulos y características comunes compartidas por otros tipos de cáncer y células madre embrionarias. PLoS ONE 10 (11): e0142229. doi: 10.1371 /journal.pone.0142229
Editor: Surinder K. Batra, Universidad de Nebraska Medical Center, Estados Unidos |
Recibido: 18 Junio, 2015; Aceptado: October 18, 2015; Publicado: 11 de noviembre 2015
Derechos de Autor © 2015 Pappa et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Disponibilidad de datos: Los datos pueden se encuentran en el archivo GEO bajo el número de GSE63678
Financiación:. Este trabajo fue apoyado por el Programa de Oncología del Consejo central de Salud del Ministerio de Salud, la subvención No. 70-3-9209 (www. moh.gov.gr); por la Fundación Empirikion, la subvención No. 70-3-7345 al NPA (www.empirikion.gr); y por el Fondo de la Unión Europea Social Europeo (FSE) y nacionales griegos a través del Programa de THALIS, en el marco del Programa Operativo de Educación y Aprendizaje Permanente del Marco Estratégico Nacional de Referencia (MENR), la subvención No. 70-3-11830 de KIP (http : //excellence.minedu.gov.gr/thales/en/)
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
Ginecológica cánceres representan más del 10% de los cánceres de la población femenina. El diagnóstico precoz de la malignidad ofrece una mayor curación y las tasas de supervivencia y una mejor calidad de vida, en contraste con el diagnóstico en etapas avanzadas que lleva a operaciones de radicales y lleva a un mayor porcentaje de la morbilidad y la mortalidad. En concreto, los principales tipos de cáncer ginecológico incluyen el cáncer cervical (CC), el cáncer de endometrio (CE) y el cáncer de vulva (VC), que presenta una incidencia global de 7,4, 25,5 y 2,5 por 100.000 mujeres-año, respectivamente [1].
los fenotipos clínicos, el grado de la relación causal de la infección por VPH, además de los factores pronósticos, como escenario, la histología, grado histológico, la edad al momento del diagnóstico y la raza [1], y los mecanismos patogénicos implicados para cada uno de estos tres tipos, parecen ser discreto y específico. Sin embargo, los tres tipos se originan a partir de un origen embriológico casi común, como los conductos paramesonéfrico (de Müller) derivados del mesodermo durante la octava semana de desarrollo a través de un proceso conocido como la organogénesis de Müller y acostado en la misma región anatómica [2]. Esta observación, ha dado lugar a la hipótesis de que los principales eventos moleculares y bioquímicos y los consiguientes vías aberrantes que ocurren durante la carcinogénesis en los tres tipos, pueden compartir características comunes que reflejan aspectos de la regresión para el desarrollo temprano y la embriogénesis. De hecho, estos hallazgos se han documentado recientemente en los cánceres distintos de los ginecológicos [3] |.
Por esa razón, -como una primera expresión génica paso a novela de perfiles de tecnologías se aplican actualmente por varios grupos [4,5] y la nuestra [6] en los cánceres ginecológicos para revelar patrones patogénicos específicos en los programas de expresión génica entre células sanas y cancerosas. Recientemente, otros estudios utilizando la próxima generación de tecnologías de secuenciación, microarrays y proteómica, se han centrado en la tasa genoma mutación, el perfilado de la expresión del genoma, y el patrón proteoma de los cánceres ginecológicos individuales, es decir, la vulva [7], de cuello de útero [8] y de endometrio [9] tipos de cáncer, y, finalmente, han compuesto un perfil bastante completo para cada cáncer ginecológico. Estos enfoques han dado lugar además a un nuevo sistema de agrupación de los tipos de tumores [3,9-11].
Curiosamente, aunque las características comunes surgen de los estudios entre los cánceres de origen diferente con respecto a las tasas de mutación, los perfiles de expresión o la metilación del ADN patrones [3,11], a nuestro conocimiento muy pocos estudios [12-14] han puesto de manifiesto las funciones biológicas comunes o mecanismos moleculares a través de diferentes tipos de cáncer. propiedades a nivel de sistema común Recientemente, algunos estudios comparativos [15,16] que utilizan las nuevas tecnologías de perfilado en combinación con las herramientas bioinformáticas disponibles [17] para la construcción de redes biológicas, han identificado entre los diferentes tipos de cáncer [3,12-15 ].
por lo tanto, en vista de la anterior hipótesis sobre el origen común de los cánceres ginecológicos que presentan características comunes, y la escasez de datos relevantes en el campo, en este estudio tuvo como objetivo obtener más conocimientos sobre estos temas mediante la realización de una caracterización molecular comparativa sistemática y exhaustiva de endometrio, cuello del útero, y los tipos de cáncer de vulva. Nuestros datos identifican los dos módulos distintos comunes y novedosos que controlan los mismos procesos biológicos desregulados en los tres tipos. La comparación de nuestros resultados con otras bases de datos de firmas de genes [18,19], condujo a la identificación de características comunes entre los diversos tipos de cáncer y los cánceres ginecológicos. En consecuencia, se realizaron búsquedas de candidatos genes desregulados comunes en los tres tipos de cáncer ginecológicos mediante la comparación de nuestros resultados con los biomarcadores potenciales previamente identificados de estudios anteriores, la construcción de una más robusta firma genética para cada tipo de cáncer. Aunque hemos encontrado un muy pequeño solapamiento en las firmas de genes del mismo tipo de cáncer en diferentes estudios, afectado procesos biológicos y desregulados mecanismos moleculares fueron los mismos en la mayoría de los casos. Por lo tanto, el presente estudio sugiere que incluso si genes específicos pueden actuar como conductores o biomarcadores, células de cáncer de mantener la capacidad de llegar a la misma en fase terminal, mediante la activación y la represión de diferentes puntos nodales de genes de un mecanismo molecular o una vía.
Resultados
características comunes de endometrio, carcinoma de cuello uterino y de vulva
Un total de 35 muestras procedentes de pacientes con cánceres ginecológicos de la histología diferente en las diferentes etapas y controles sanos (Tabla S1) fueron analizados. En concreto, 18 muestras de cáncer de cuello uterino (5, 7 endometriales y 6 de la vulva) y 17 muestras normales (5 cervical, endometrial 5 y 7 de la vulva) se hibridaron en la plataforma Affymetrix como [6] se ha descrito anteriormente. Perfilado de los cánceres ginecológicos reveló 1406 (762 upregulated y 644 downregulated), 1740 (733 upregulated, 1007 downregulated) y 1679 (448 upregulated de 1231 downregulated) genes expresados diferencialmente (DEGs) en cuello uterino, endometrio y cáncer de vulva, respectivamente (S2 Tabla) . El análisis de componentes principales (PCA) de genes expresados diferencialmente, discriminado normal a partir de muestras de cáncer del mismo tipo de tejido (Fig S1), mientras que el cáncer o normales muestras de endometrio y cuello uterino estaban más cerca el uno al otro, lo que sugiere un origen embrionario común.
la comparación de los tres cánceres ginecológicos vs. sus muestras normales correspondientes, reveló un solapamiento de 15 a 40% entre cada tipo de cáncer (Fig 1A y 1B) con sólo 193 genes expresados diferencialmente comunes (72 upregulated y 121 downregulated). A pesar de que se solapa entre los de cuello de útero, endometrio y vulva de genes firmas eran pequeñas, el análisis de genes ontología mostró una mayor solapamiento entre ellos con respecto a sus procesos biológicos. Se observó una clara separación entre las funciones biológicas mediadas por genes upregulated y downregulated. del ciclo celular, la apoptosis y la regulación de la apoptosis se encontraban entre las categorías enriquecidas en la población upregulated de los tres cánceres ginecológicos del estudio. Se encontraron genes downregulated estar involucrado en la transcripción y diversas categorías de desarrollo tales como muscular, esquelético y de la sangre del desarrollo (Fig 1C). Centrándose en los procesos biológicos desregulados comunes y la comparación de los pliegues de cambio de esos genes, nos dimos cuenta de que el ciclo celular y los procesos biológicos relacionados con la apoptosis, se ven más afectados en el cáncer de cuello de útero y de endometrio que en las células de cáncer de vulva (Figura 1D y Tabla S3). categorías de desarrollo fueron más diversos (Figura 1E) y hemos sido capaces de identificar los procesos de desarrollo relacionados mayormente enriquecidas en (el desarrollo de órganos muscular cervical o vulvar) y las células de cáncer de endometrio (desarrollo embrionario placenta). Virus del papiloma humano (VPH) representa el factor principal para el cáncer de cuello de útero [20], y como se esperaba, el proceso biológico de la respuesta al virus 'se enriqueció sólo en la población de genes regulada al alza de los pacientes con cáncer de cuello uterino, con
Mx1
, de regulación de los factores de interferón 7 y 9 (
IRF7
,
irf9
), y los genes de interferón-estimulado 15 y 20 (
Isg15
,
Isg20
), que exhibe altos niveles de expresión y confirmando así la activación de los genes correspondientes a las respuestas antivirales en células infectadas por el VPH (Fig S2A).
a. Diagramas de Venn comparando regulada al alza. B. downregulated genes expresados diferencialmente en el cáncer de cuello uterino, endometrio y vulva contra sus muestras normales correspondientes. C. Principales procesos biológicos. D. Comparación del enriquecimiento del ciclo celular y la apoptosis en las categorías relacionadas con los tres cánceres ginecológicos identificados por Comparativo GO [17] en las listas de genes upregulated y en el E. downregulated listas de genes. F. Rutas desregulados en todos los cánceres ginecológicos se representan en gráficos de barras.
Identificación de vías y redes comunes en el desarrollo de los cánceres ginecológicos
Se realizó un análisis de enriquecimiento Camino Expander utilizando 5.2 [ ,,,0],21,22] y la base de conocimiento DAVID 6,7 [23,24]. Información KEGG, Reactome, BioCarta y bases de datos vía PANTHER se recuperó y se utiliza para la identificación de genes expresados diferencialmente que participan en la regulación al alza o regulación a la baja de las vías conocidas. La utilización de diferentes bases de datos nos proporcionó la ventaja para anotar sus firmas, cáncer ginecológico que se generan en las vías que estaban representados sólo en una base de datos. Esta anotación reveló varias características novedosas de la señalización de vías de cáncer ginecológico se sabe están involucrados en la formación de cáncer, el desarrollo y la respuesta inmune, que se enriquecen en cervical, endometrial y las muestras de cáncer de vulva (Fig 1F). vías Wnt, ErbB, el VEGF se enriquecieron principalmente en la población de genes regulados a la baja. vía Wnt, que se sabe que regulan la actividad de transcripción y causar la división celular y la migración aberrante asociada con la formación de cáncer [25-27], se encontró que de hecho desregulado como lo demuestra la regulación a la baja de
Wnt2
,
NFATc1
,
y NFATc4
genes. Está bien establecido que misregulation ErbB receptor vía y la señalización excesiva se asocia con el desarrollo de cáncer. En nuestro estudio, a pesar de
ErbB
-2 fue aumentada en el cáncer de endometrio,
ErbB
-2 y
ErbB
-3 fueron regulados a la baja en los pacientes con cáncer de vulva. células B y T vías de señalización celular, que están involucrados en el sistema de respuesta inmune de señalización del receptor, también se vieron afectados. componentes de genes clave como
ANR gratis (aumentada en todos los cánceres ginecológicos),
PIK3CA gratis (upregulated en el cáncer de cuello de útero, regulado por disminución en el cáncer de endometrio), y
junio
,
Akt3 gratis (regulado por disminución en el cáncer de endometrio y de la vulva), que también están involucrados en las rutas relacionadas por cáncer conocidos, mostraron una expresión variable en las tres cánceres ginecológicos. En este estudio, se observó que
ARID1A
exhibe una regulación a la baja estadísticamente significativa tanto en pacientes con cáncer de endometrio y de vulva, pero no en pacientes con cáncer de cuello uterino (Fig S2 B). Este hallazgo sugiere mecanismos comunes que funcionan de manera aberrante que controlan las alteraciones en la PI3K-Akt y TP53 vías de señalización que conducen a la formación de tumores en ambos tipos de cáncer [28].
En concordancia con los resultados previos de análisis de genes ontología, la mayor parte de la upregulated y genes downregulated redes, en el que el efecto principal de genes que interactúan en todos los tipos de cáncer ginecológico se representa en ciclo celular y enfermedades inmunológicas para upregulated genes que interactúan, y en el crecimiento celular y la proliferación, el desarrollo celular, la muerte celular y la supervivencia y otro metabólico y formaron categorías relacionadas con la morfogénesis-para downregulated genes que interactúan (s3a y S3 B FIG). Se formaron redes similares cuando se analizaron los genes regulados comunes en todos los cánceres ginecológicos. La red relacionados con el ciclo celular exhibió la segunda puntuación más alta, mientras que la red relacionados con la muerte por cáncer y la célula está representada la tercera puntuación más alta (S4A y S4B figura).
vías relacionados con el cáncer y las firmas de genes
sobre la base de las conclusiones anteriores, que luego investigó la presencia de firmas vía común en otros tipos de cánceres. Con este fin, el empleo de datos de bases de datos vía anotadas, nos dimos cuenta de que mama, páncreas, próstata y colorrectal correlacionados con cuello uterino, endometrio y cáncer de las vías de vulva (Figura 2A). Este resultado se fortalece cuando sus firmas, se compararon con los anotados en MSigDB 4.0 [18] y GeneSigDB 4.0 [19] bases de datos. En concordancia con los resultados de la vía, la mayor parte de las firmas que se superponen con nuestro estudio, es decir, con más de 5 genes en común y
p Hotel & lt; 0,01, se derivaron de mama, de pulmón y cáncer de próstata, que se encontraban entre los superiores (Figura 2B). En particular, la superposición entre nuestros genes expresados diferencialmente se encontró con muchas firmas de células madre, que eran la segunda firma genética, más correlacionada con frecuencia después del cáncer de mama. firmas relacionadas con la respuesta inmune viral y también se enriquecieron en todos los genes expresados diferencialmente para los tres tipos de cáncer ginecológico del estudio. Buscar en MSigDB 4,0 [18] base de datos para firmas oncogénicos describe un solapamiento significativo entre los tres cánceres ginecológicos con pulmón (5 firmas), mama (9 firmas) y el cáncer de próstata (5 firmas), como se muestra en la Tabla S2. Todos estos datos ponen de relieve el hecho de que aunque hay numerosos genes que están desregulados en cada tipo de cáncer, sólo un pequeño porcentaje de las más comunes se puede encontrar en varios tipos de cáncer. En la mayoría de los casos, la superposición no exceda de 20 a 30 genes. Un resumen de todos los genes que se expresan diferencialmente en más de cinco estudios anotados en GSEA 2.0.14 [18], creó una lista de genes, que incluyen los genes con mayor probabilidad que se produzca o se involucren en el desarrollo de tumores. Se encontró un total de 81 genes a través GSEA 2.0.14 [18] para ser representado como una firma genética en más de cinco estudios, con
Fos
y
CCND2
involucrados en el proceso del ciclo celular,
ANXA1
,
BIRC3
,
Socs2
,
GCH1
, y
Chst11
implicados en la regulación de la apoptosis, y varios reguladores de la transcripción como
ID2
,
Klf4
,
bcl3
,
SATB1
,
Egr1
, y
Fos
que están enriquecidos en múltiples neoplasias malignas de tejidos. Por lo tanto, nuestro enfoque puede proporcionar la oportunidad para futuras comparaciones adicionales con otras firmas de genes conocidos y anotando los genes, a partir de la frecuencia de aparición de diversas enfermedades o categorías relacionadas con el cáncer (Tabla 1).
A. Los gráficos de barras que muestran la importancia de solapamiento entre los tres cánceres ginecológicos en este estudio con otros tipos conocidos de cáncer y sus vías anotados. B. firmas de genes oncogénicos de MSigDB 4.0 [14] y GeneSigDB 4.0 [15].
lista de genes expresados diferencialmente en cualquiera de los tres tipos de cáncer ginecológico que se superponen con más de cinco firmas oncogénicos, como documentada desde la base de datos de GSEA, formando una firma oncogénico robusto para GC y otros tipos de cáncer.
correlación de cáncer de cuello uterino genes expresados diferencialmente con la celda en la población recién identificado de la unión escamoso-cervical
Recientemente se sugirió que el cáncer cervical se origina a partir de un pequeño número de una discreta población de células epiteliales cúbicas situadas en la unión escamoso (SC) en la zona de ectoendocervical del cuello del útero [25]. Estos datos nos proporcionan la oportunidad de probar si esta población única con un potencial de malignidad acciones características comunes con los tipos establecidos de cánceres ginecológicos. La superposición entre nuestros genes expresados diferencialmente regulados positivamente en endometrio y pacientes con cáncer cervical y los genes upregulated en la unión escamoso-cilíndrica (75 genes) y la región exocérvix escamosas (660 genes) [29], viene a reforzar esta idea. En concreto, mientras que los genes que caracterizan a la población escamosas ectocervical fueron enriquecidos en todos los cánceres ginecológicos (cervical 65 genes, endometriales 86 genes, vulvares 47 genes), células unión escamoso similitudes con los genes regulados positivamente en endometrio (7 genes) y los pacientes con cáncer de cuello uterino compartidos (9 genes ), pero no con los pacientes de cáncer de vulva (3 genes), como se muestra en la figura 3A. Este grupo incluye genes unión escamoso como el factor de complemento B y H (
Cfb
,
Cfh
), que están involucrados en la regulación de la respuesta inmune y la proteína inducida por interferón 44 (
Ifi44l
), que también se activa en respuesta anti-viral. Curiosamente,
S100P
gen, que se asocia con el ciclo celular, el crecimiento celular y la invasión e informó a ser un nuevo predictor independiente de mal pronóstico en el colorrectal y el carcinoma hepatocelular [30], fue también encontramos sobreexpresados sólo en el cáncer de vulva muestras de nuestro estudio. Sin embargo, a pesar de los altos niveles de su expresión encuentra también en pacientes con cáncer de cuello uterino, no se consideró expresa de forma diferente (
p
= 0,07), debido a la variación entre las muestras de cáncer. Estos datos proporcionan por primera vez una comparación directa entre los cánceres ginecológicos y de esta novedosa área anatómica, que potencialmente pueden albergar putativo eventos tempranos de cáncer de iniciación [29].
A. El enriquecimiento de los genes expresados diferencialmente de nuestras firmas genéticas de cáncer de cuello uterino, endometrio y vulva con columnar endocervical, unión escamoso (SC) y Ectocérvix firmas genéticas escamosas. Por diferencias significativas con
p Hotel & lt; 0,05, se utilizó el asterisco para la anotación. B. El enriquecimiento de los genes expresados diferencialmente de nuestras firmas genéticas de cáncer de cuello uterino, endometrio y vulva con Myc, República Popular China y módulos del núcleo, identificadas a jugar un papel clave en la formación y el establecimiento de pluripotencia de las células madre embrionarias [33]. Por diferencias significativas con
p Hotel & lt; 0,05, se utilizó el asterisco para la anotación.
Las células madre embrionarias tienen características comunes con cánceres
Teniendo en cuenta el enriquecimiento en las firmas de células madre y en base a los hallazgos recientes en las similitudes de expresión génica y ginecológicas propiedades de auto-renovación entre el cáncer y las células madre embrionarias (ES), que detectan enriquecimiento significativo de módulos Polycomb (PRC) Myc y operando en células madre embrionarias [31], también en el cuello uterino, endometrio y los cánceres de vulva (figura 3B). A partir de los tres módulos caracterizado células madre embrionarias [31], el módulo de Myc se enriqueció en la población regulada al alza de los tres tipos de cáncer ginecológico aquí estudiados, mientras que Prc fue enriquecido en los genes expresados diferencialmente regulados negativamente de los cánceres de cuello uterino y de endometrio. E-cadherina [32] y
EpCAM
[33] son marcadores tempranos y genes clave en el proceso de reprogramación que participan en la formación de colonias de células madre embrionarias y establecimiento. Se encontró que ambos genes que se upregulated en el cáncer de cuello de útero y de endometrio (
EpCAM
en el cáncer de cuello de útero,
p = 0,14
) pero no en pacientes con cáncer de vulva. Este hallazgo es consistente con nuestra observación hasta ahora, que los cánceres de endometrio y cuello uterino comparten un mayor grado de características comunes (genes, firmas de genes, alterados procesos biológicos) que con cáncer de la vulva. Esto puede reflejar el origen embrionario común de cuello uterino y el útero.
Identificación de características múltiples comunes en cánceres ginecológicos
Independientemente del hecho de que la mayoría de las bases de datos cubren una amplia variedad de cánceres y oncogénico firmas, en nuestro estudio hemos seleccionado estudios representativos de cada tipo de cáncer o pre-canceroso que contenía también muestras de tejido normal, para la identificación de marcadores de genes específicos de cáncer ginecológicos informativos, y los comparó con nuestros datos utilizando la misma metodología. Análisis de la neoplasia intraepitelial vulvar (VIN) lesiones [34,35], lo que representa una etapa de pre-cancerosa de cáncer de vulva, mostró una buena concordancia (~ 35%) con nuestra firma genética caracterizada previamente en pacientes con cáncer de vulva [6]. neoplasia intraepitelial vulvar también mostraron regulación positiva de genes implicados en el ciclo celular y apoptosis, y regulación a la baja de los genes implicados en la transcripción y Desarrollo. Se obtuvieron resultados similares de la re-análisis de los ganglios linfáticos (LN) de carcinoma vulvar de células escamosas [36] con ~ 28% de concordancia, cuando comparamos las funciones biológicas de los genes upregulated y downregulated. Ciclo celular, apoptosis, Transcripción y categorías relacionadas con el desarrollo fueron enriquecidos en los genes expresados diferencialmente de LN (+) frente a ln (-), como en nuestro estudio. Las mismas categorías fueron enriquecidos en los estudios de cáncer cervical [4,5,37,38] y el estudio de endometrio [39], ya sea en el análisis de la ontología de genes de las funciones biológicas o en vía de análisis. Al ampliar nuestros resultados con otros estudios sobre el cáncer ginecológico, se hizo evidente que había características comunes entre los de endometrio, vulva y células de cáncer cervical en términos de funciones biológicas y la desregulación vía. Sobre la base de la pequeña superposición entre los genes expresados diferencialmente en cada estudio, se llega a la conclusión de que más de una red o en cascada pueden conducir a la transformación maligna en la vulva, cuello uterino y los tejidos del endometrio.
Identificación de los principales factores de transcripción en la formación del cáncer ginecológico y de nuevos módulos de identificación del cáncer de cuello uterino
del factor de transcripción (TF) enriquecimiento con PRIMA algoritmo [40] en una zona estrecha alrededor del sitio de inicio de la transcripción del gen (TSS), que se extienden -1,000-200 pb, condujo a la identificación de 30, 39 y 22 factores de transcripción para el cáncer cervical, endometrial y vulvar, respectivamente.
E2F
,
E2F1
,
HIF-1 | y
Isre
eran los cuatro factores de transcripción que se encontraron enriquecidas en todos los tipos de cáncer (Figura 4A) , con
E2F1 gratis (
p = 0,038
) y
HIF
-1 (
p = 0,004
) está también enriquecido en los 72 genes regulados positivamente comunes (Fig 1A). el factor 1 inducida por hipoxia,
HIF
-1, regulados positivamente en el cáncer de cuello uterino y de vulva, se ha identificado para responder a los cambios en los niveles de oxígeno en el ambiente celular y la mediación de los efectos de la hipoxia. La hipoxia promueve la formación de vasos sanguíneos y contribuye a la formación de tumores de cáncer de mama en [10,41].
E2F
factor de transcripción familia se asocia con la regulación del ciclo celular ciclina A2 focalización (
CCNA2
, aumentada en el carcinoma de cuello de útero y endometrio), la ciclina D1 (
CCND1
aumentada en el carcinoma de endometrio ), dependiente de ciclina quinasa 2 (
Cdk2
, upregulated en el cáncer de cuello de útero) y los genes relacionados con la apoptosis, tales como
Casp3 gratis (upregulated en el cáncer de cuello uterino) y
CASP8 gratis ( upregulated en el cáncer de endometrio). Además de estos reguladores de la transcripción, otros factores como el bien caracterizado
NF-Y
,
Estad1
,
FRI
y
c-Myc
:
Max
, también fueron enriquecidos en los 72 genes comúnmente regulados positivamente. Curiosamente, la comparación con otros estudios sobre la vulva [34,35], cervical [4,5,37,38] y de endometrio [39] cáncer, se da a conocer
HIF-1 | y
E2F como
reguladores de la transcripción clave para la modulación de la expresión génica en el cáncer. Aparte de estos dos reguladores de la transcripción,
ZF5
un interactor conocida de
BRCA1
supresor de tumores [42], también se encontró enriquecido en todos los estudios previos utilizados para la comparación y la vulva en nuestra firma genética del cáncer estudio [6]. Promotor análisis mostró que hay un cierto conjunto de factores de transcripción que regulan la expresión diferencial entre las muestras normales y de cáncer en todos los cánceres ginecológicos (Fig 4A).
A. diagrama de Venn de reguladores de la transcripción comúnmente encontrado para ser enriquecido cerca de la SAT (-3000, 200 pb) de los genes upregulated en cada cáncer ginecológico. B. parcela de dispersión que muestra la correlación entre la línea celular HeLa y una matriz de cáncer de cuello uterino (r = 0,84). C. Heatmap de la correlación de la expresión de todos los cánceres ginecológicos y las muestras normales correspondientes, con la expresión de HeLa, K562, A549, HepG2 y células normales del cerebro tal como se calcula a partir de más de tres estudios independientes para cada línea de tejido o célula. números de acceso de todos los estudios se muestran en la Tabla S3. D. gráfico de barras que representa el enriquecimiento de los reguladores de la transcripción anotada de ENCODE en las células HeLa en los genes regulados positivamente en los pacientes con cáncer de cuello uterino. E. mapa de calor del factor de transcripción sitio de unión de solapamiento reguladores de la transcripción enriquecidos en los genes upregulated cáncer de cuello uterino (S4 Tabla). F. mapa de calor que muestra la correlación de los módulos de Jun y AP2 con la apoptosis, y de E2F /NFY con la regulación del ciclo celular. G. Barra de gráficos de la correlación de E2F /NFY y MAX /CEBP módulos con módulo de Myc para upregulated genes. H. gráficos de barras de la correlación de E2F /NFY y MAX /CEBP módulos con módulo PRC para genes regulados negativamente.
Además de la identificación de cálculo de factor de transcripción sitios de unión, el acceso a los experimentos chip-ss de la base de datos de ENCODE [43], nos llevó a investigar la correlación de los reguladores de la transcripción disponibles que se han encontrado para ser enriquecido en los genes regulados positivamente en los pacientes con cáncer de cuello uterino, utilizando datos de la línea celular de cáncer cervical HeLa [44]. células HeLa, que han sido estudiadas sistemáticamente con
próxima generación de secuenciación gratis (
NGS
) y las tecnologías de microarrays [43,44], exhibidos como se esperaba, una alta correlación con el perfil de expresión del cáncer de cuello de útero ( Fig 4B y la Tabla S4). Con el fin de investigar sistemáticamente el grado de características comunes entre las células HeLa y el perfil de expresión de células de cáncer de cuello uterino, se seleccionaron al azar tres estudios independientes, que investigaron el perfil de expresión en la misma plataforma de microarrays, y se aplican los mismos pasos en el análisis de los niveles de expresión del gen. Todos los arreglos del experimento HeLa, de forma individual o promediada, mostraron alta correlación principalmente con células de cáncer de cuello uterino (Figura 4C y Tabla S4). comparaciones adicionales del perfil de expresión promedio de los tres cánceres ginecológicos con otras líneas bien estudiados celulares de cáncer (A549, K562, HepG2) y los tejidos normales (cerebro), verificaron que la línea celular HeLa fielmente puede simular cervical perfil de expresión del cáncer.
Por otra parte, los factores de transcripción
Estad1
,
Stat3
,
CEBP
,
E2F1
,
E2F4
,
E2F6
,
Fos
,
Myc
,
Ap2
y
junio
se enriquece en todos los genes regulados positivamente, con una proporción relativa que van desde 1,5 a 15 (Fig 4D) para upregulated contra genes downregulated (S2 tabla), cuando con anotaciones en una región de 5 kb alrededor de TSS (-2500 a 2500 pb) de los genes expresados diferencialmente en los pacientes con cáncer de cuello uterino. Análisis de las regiones de solapamiento de estos reguladores de la transcripción, reveló por primera vez cuatro módulos distintos novedosos, que en realidad representan conjuntos más pequeños del gen de la sub-firmas [31] (Fig 4E y la Tabla S4). El primer módulo (módulo de E2F /PNP) se compone de
NFY-A
,
NFY-B Opiniones,
GABP
,
NRSF
,
IRF3
, y
E2F
reguladores de la transcripción,
NRF1
,
Estad1
y
cMyc
, con la mayoría de ellos la regulación de la transcripción de los procesos del ciclo celular . Dos nuevos módulos adicionales consistentes en
Ap2a
y
Ap2g gratis (módulo AP2) y
Max
y
CEBP gratis (módulo de Max /CEBP), respectivamente, segregados de los otros factores, mientras que un cuarto grupo de reguladores de la transcripción con
cJun
,
Jund
,
cFos
y
Stat3
(JUN Module), se asoció con la respuesta inflamatoria. Se encontró que todos los módulos para ser enriquecido significativamente en los genes regulados positivamente, que controla la expresión de la mayoría de firmas de genes de cáncer de cuello uterino (701 de 763 genes), mientras que la combinación de dos en dos fue más frecuente en un 2,5 a 10 veces en la población upregulated, que conduce a la conclusión de que los módulos interactúan y cooperan para la activación de la firma genes del cáncer de cuello uterino.
a pesar de la sinergia y la cooperación de los reguladores de la transcripción en cada módulo, que luego investigó el papel de cada factor y clasificados en ellas basadas en el porcentaje de genes que regulan en cada una de las funciones biológicas afectadas en todos los cánceres ginecológicos y módulos de células madre embrionarias. El módulo de E2F /NFY se clasificó como el primer y principal módulo de regulación de proceso del ciclo celular, mientras que los módulos AP2 y Jun, fueron clasificados como los principales módulos en la apoptosis (Figura 4F). A partir de los módulos caracterizados en células madre embrionarias [31], el módulo de Myc mostró correlación con tanto E2F /NFY y MAX /CEBP (
p Hotel & lt; 0,05,
χ
2-test) , lo que sugiere una posible sinergia entre los reguladores de la transcripción individuales que forman estos módulos en la regulación de la expresión de los genes de la firma del cáncer de cuello uterino. 0.01.