Extracto
Antecedentes
Genoma en todo el perfil de expresión génica utilizando tecnologías de secuenciación profunda puede conducir al descubrimiento de biomarcadores y dianas terapéuticas del cáncer. Tales esfuerzos se limitan a menudo a la firma de perfiles de expresión de ARNm o bien microARN (miARN) en un solo tipo de cáncer.
Metodología
Aquí nos proporcionó un análisis integrado del ARNm de todo el genoma y los perfiles de expresión de genes miARN de tres cánceres genitourinarios diferentes: carcinomas de vejiga, riñón y testículos
Principales conclusiones
Nuestros resultados ponen de relieve los roles específicos de cáncer en general o de algunos genes y miRNAs que pueden. servir como oncogenes candidatos o supresores de desarrollo del tumor. Otros análisis comparativos a nivel de sistemas revelaron que las aberraciones significativas del proceso de la adhesión celular, la señalización de p53, la señalización de calcio, las vías de ECM del receptor y del ciclo celular, los procesos de reparación del ADN y la replicación y los procesos de respuesta inmune e inflamatoria fueron los sellos comunes de cánceres humanos. Conjuntos de genes que muestran patrones de desregulación específicos del cáncer testicular estaban implicados principalmente en procesos relacionados con la función reproductora masculina, y las interrupciones generales de múltiples rutas metabólicas y procesos relacionados con la migración de células fueron los eventos moleculares característicos para el cáncer renal y de la vejiga, respectivamente. Por otra parte, también hemos demostrado que los tumores con los mismos orígenes histológicos y los genes con funciones similares tendían a agruparse en un análisis de la agregación. Mediante la evaluación de la correlación entre la expresión de cada uno de los genes miARN y sus objetivos, se determinó que la desregulación de miRNAs "clave" puede dar lugar a la aberración mundial de una o más vías o procesos en su conjunto.
Conclusiones
Este análisis sistemático descifró los fenotipos moleculares de los cánceres genitourinarios y tres investigó sus variaciones en el nivel de miARN simultáneamente. Nuestros resultados proporcionan una valiosa fuente para futuros estudios y destacaron algunos genes prometedores, miRNAs, vías y procesos que pueden ser útiles para aplicaciones de diagnóstico o terapéuticos
Visto:. Li X, Chen J, Hu X, Y Huang, Li Z, Zhou L, et al. (2011) ARNm Comparada y microRNA perfiles de expresión revela tres tipos de cáncer genitourinario Los sellos comunes y eventos moleculares específicos de cáncer. PLoS ONE 6 (7): e22570. doi: 10.1371 /journal.pone.0022570
Editor: Xin Yuan Guan, la Universidad de Hong Kong, China
Recibido: Abril 7, 2011; Aceptado: 24 Junio 2011; Publicado: July 25, 2011
Derechos de Autor © 2011 Li 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
Financiación:. Este trabajo fue apoyado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de China, 863 de programa (2006AA02A301; 2006AA02A302; 2009AA022707); el Programa Nacional de Ciencia clave de China (Nº 2011CB944303 a Y.T.-G.); la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (30900817); El proyecto de renovación de Shenzhen y Hong Kong (ZYB200907080110A); el Programa de Promoción de Shenzhen clave de laboratorio, Shenzhen, China (CXB200903090055A y CXB201005250016A a Z.M.-C.); y el Biobanco de enfermedades complejas en Shenzhen (CXC201005260001A). Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
neoplasias genitourinarias suponen una gran carga para la salud humana, con carcinoma de próstata clasificados como los tumores genitourinarios más predominante, seguido de la vejiga y carcinoma renal en los Estados Unidos [1], otros tipos de tumores genitourinarios son relativamente poco comunes. Sin embargo, vejiga, riñón, próstata y carcinoma testicular son los cuatro mejores tumores genitourinarios en China [2]. El cáncer de vejiga es uno de los cánceres más caros debido a la necesidad de la vigilancia de toda la vida que involucra el tracto imagen superior, la citología urinaria y la cistoscopia desde el diagnóstico hasta la muerte del paciente [3]. El carcinoma de células renales (CCR) representa aproximadamente el 2% de todos los cánceres, con un aumento anual mundial de 01.05 a 05.09% [4], [5]. El cáncer de testículo, por otro lado, representa entre el 1% y el 1,5% de las neoplasias masculinos y 5% de los tumores urológicos en general, y es el diagnóstico más común de cáncer en hombres entre las edades de 15 a 35 [6], [7 ]. Por otra parte, los estudios epidemiológicos indican que hay una clara tendencia hacia un aumento de la incidencia de cáncer testicular en los países más industrializados de América del Norte, Europa y Oceanía en las últimas décadas, aunque se observan diferencias sustanciales en las tasas de incidencia entre los países vecinos [8].
a pesar de los intensos esfuerzos de muchos investigadores en los últimos años, los mecanismos exactos implicados en la iniciación y progresión de estos cánceres genitourinarios siguen siendo en gran medida poco clara. El carcinoma de células transicionales (CCT) de la vejiga es el (~ 90%) de tipo histopatológico más común de cáncer de vejiga. Se cree que muchos factores, incluyendo las anomalías cromosómicas, los polimorfismos genéticos y las alteraciones genéticas y epigenéticas, para contribuir a la tumorigénesis o la progresión de la CTP [9]. Del mismo modo, también se proponen múltiples factores genéticos y ambientales que se asocia con el desarrollo de carcinoma de células renales de células claras (ccRCC), que es el subtipo más común (~ 70%) de carcinoma de células renales [10]. En el caso de los tumores de células germinales testiculares (TTCG), la predominante (90-95%) subtipo de cáncer de testículo, el análisis de expresión de todo el genoma anterior o estudios específicos investigó la alfa-fetoproteína (AFP) nivel de ARNm en los seminomas atípicos mostró que los seminomas y carcinomas embrionarios pueden desarrollarse a través de los mecanismos moleculares comunes [11].
Nuestro trabajo previo sobre ccRCC demostró que perfilar de forma simultánea los patrones de expresión de ARNm y miRNAs en el mismo grupo de pacientes con cáncer utilizando una plataforma de secuenciación masiva en paralelo (Illumina GA II) es una forma altamente integradora y reproducible de la disección de la base molecular del cáncer humano [12]. Aquí se generó por primera vez los de todo el genoma perfiles de expresión de genes de codificación de proteínas en TCC y TTCG y caracterizaron los patrones de expresión de miRNAs en TTCG. En combinación con los resultados de nuestros estudios anteriores sobre ccRCC [12] y TCC [13], la comparación sistemática de los tres cánceres genitourinarios diferentes, tanto a nivel de ARNm y miARN en un total de 27 pares de tejidos tumorales de pacientes normales emparejados identificados varios genes y miRNAs que fueron desregulados de manera uniforme en los tres tipos de cáncer genitourinario o únicamente desregulados en un solo tipo de cáncer. Además, a nivel de sistema o el análisis basada en las vías también destacaron los papeles de alteraciones comunes en varias vías de cáncer y eventos moleculares del cáncer específicos en el desarrollo tumoral.
Resultados
Una instantánea de ARNm y miARN perfiles de los resultados generados en TTCG, TCC y ccRCC
Un gran número de transcripciones mostraron patrones consistentes de expresión entre los pacientes (siete TTCG, diez y diez TCCs ccRCCs) con el mismo tipo de cáncer genitourinario. En comparación con el control normal correspondiente, un total de 3181, 4321 y 4596 los ARNm se expresó significativamente diferente (valor absoluto de registro
2 relación ≥1, FDR≤0.01) en TTCG, TCC y ccRCC, respectivamente. El número de miRNAs desregulados significativamente en los tres tipos de cáncer fueron 254, 226 y 118, respectivamente (valor absoluto de registro
2 relación ≥1,
P
≤0.01). Se describen métodos estadísticos para determinar los genes expresados diferencialmente y miRNAs anteriormente [12], y las listas completas de mRNAs y miRNAs desregulados se pueden encontrar en la Tabla S1 y S2, respectivamente. Como se informó en nuestros estudios anteriores [12], [13], los resultados de nuestro análisis de la expresión de todo el genoma correlaciona bien con los resultados de validación independientes qPCR, lo cual es indicativo de la buena fiabilidad de nuestro enfoque de secuenciación y análisis de tuberías.
Como se muestra en la Figura 1, había 103 y 185 genes que fueron detectados a ser de hasta reguladas o las reguladas forma consistente en todos los tres tipos de cáncer, respectivamente, y sólo nueve y ocho miRNAs visualizan arriba constante y baja regulación patrones, respectivamente. El número de genes y miRNAs que fueron desregulados (arriba o abajo) solamente en TTCG eran 1.819 (527 hasta reguladas y 1.292 las reguladas) y 150, respectivamente. También observamos 2.697 genes y 124 miRNAs que presentan los cambios de expresión significativas sólo en la CTP, y 3.182 genes y 69 miRNAs fueron desregulados únicamente en ccRCC. Los números restantes de la Figura 1 representan los genes y los miRNAs que fueron desregulados uniformemente en dos de los tres cánceres genitourinarios.
Los diagramas de Venn ilustran la relación de superposición del número de genes regulados (A), reguladas por los genes (B), hasta reguladas miRNAs (C) y hacia abajo-regulados miRNAs (D) entre estos tipos de cáncer.
Camino enriquecimiento de los genes desregulados significativamente en los tres tipos de cáncer
Todos los de los genes que fueron desregulados en cada uno de los tres tipos de cáncer fueron utilizados como insumos para el recurso bioinformática DAVID separado para identificar las vías desreguladas significativamente [14]. Las listas resultantes de las vías KEGG enriquecido significativamente (
P
≤0.05) en los genes desregulados en TTCG, TCC y ccRCC se enumeran en la Tabla S3. Como se ilustra en la Figura 2, la vía de moléculas de adhesión celular (CAMs) se vio afectada en los tres tipos de cáncer. Otras vías interrumpidas en dos tipos de cáncer incluyen la señalización de p53 y las ECM-receptor del ciclo celular y las vías, las cuales fueron interrumpidas en TCC y ccRCC, y la vía de señalización de calcio, el cual fue interrumpido en TCC y TTCG. La vía de la interacción del receptor de citoquina-citoquina se vio afectada en tanto TGCT y ccRCC. En particular, la vía de señalización de quimioquinas también fue significativamente enriquecido en los genes desregulados en TCC, lo que indica que la perturbación de la función normal de las citoquinas podría ser un evento molecular común en el desarrollo de tumores [15]. Otras vías que se vieron afectados sólo en un único tipo de cáncer (por ejemplo, señalización MAPK en TCC y la glucólisis en ccRCC) también se ilustra en la Figura 2. Es interesante que, como se señala en los estudios anteriores, la regulación por disminución global de múltiples vías metabólicas podría ser un fenotipo característico de ccRCC, al menos en comparación con los otros dos tipos de cáncer perfiladas.
KEGG vías enriquecido significativamente (
P
≤0.05) con los genes expresados diferencialmente se ilustran, y las vías de la enfermedad humanos se eliminan manualmente. Vías que fueron significativamente enriquecido en todos los tres tipos de cáncer se representan en rojo, los enriquecido en dos tipos de cáncer son de color amarillo, y aquellos enriquecido en un solo cáncer están en verde.
Gene Ontología (GO) el enriquecimiento el análisis de los genes expresados diferencialmente en los tres tipos de cáncer
conjuntos de genes que muestran los mismos patrones de expresión desregulados en múltiples tipos de cáncer o genes que muestran la desregulación específica del cáncer expresión se cree que son funcionalmente importantes para los procesos tumorigénicos [16]. Por lo tanto, hemos examinado todos los genes que mostraron los mismos patrones de desregulación en dos o tres cánceres genitourinarios y todos los genes que fueron desregulados exclusivamente en un solo cáncer de la base de datos GO para identificar los términos de procesos biológicos significativamente desregulado GO (ajustado
P
≤0.05). Los resultados detallados del análisis de enriquecimiento GO se enumeran en la Tabla S4. Para los 288 genes que mostraron los mismos patrones de desregulación en todos los tres tipos de cáncer, la mayoría de los extremadamente enriquecido GO términos biológicos estaban relacionados con el proceso del ciclo celular (ajustado
P
≤5.0 × 10
-05) . Otros procesos biológicos importantes que fueron significativamente enriquecido en los genes desregulados en dos de los tres tipos de cáncer incluyen el proceso de desarrollo, la adhesión celular y el proceso de diferenciación celular, que se vieron afectadas en TGCT y TCC; el proceso de respuesta inmune e inflamatoria, que se vio afectada en TTCG y ccRCC; y los procesos de replicación y reparación del ADN, que se vio afectada en TCC y ccRCC. Sorprendentemente, también se observó que los conjuntos de genes que muestran patrones de desregulación TTCG específicos estaban implicados principalmente en procesos relacionados con la función reproductiva masculina, como la espermatogénesis, fertilización y el desarrollo espermátide [17]. Genes únicamente desregulados en TCC fueron enriquecidos en los procesos biológicos asociados con la invasión tumoral y la metástasis, tales como la adhesión proceso de desarrollo, célula (-matrix), la diferenciación celular, movimiento celular y la organización de unión celular [18]. Muchos de los genes que fueron desregulados sólo en ccRCC estaban implicados en procesos relacionados con la respuesta inmune y el transporte transmembrana de moléculas relativamente pequeñas.
Expresión génica se correlaciona con los tipos de tumores
A continuación estudiamos las diferencias en el gen los perfiles de expresión que podrían utilizarse para distinguir entre, o dan datos biológicos referentes a las diferencias moleculares de los tumores con orígenes histológicos distintos. De los 596 genes que fueron desregulados en los tres tipos de cáncer (Tabla S5), 64 fueron expresados diferencialmente (valor absoluto de registro
2 ratio ≥1, FDR ≤0.01) en al menos un 75% de los 27 pacientes. Como se muestra en la Figura 3, sin supervisión agrupación jerárquica de las muestras tumorales basados en los niveles relativos de expresión de estos 64 genes reveló que los tumores con el mismo origen histológico general tendían a agruparse (excepto TGCT T17 y T18) y que estos genes podría dividirse en cinco grupos principales que muestran diferentes patrones de expresión entre los tumores. Genes en el grupo 1 y grupo 2 fueron en su mayoría regulados hacia arriba y hacia abajo-regulada en la mayoría de los tumores secuenciados, respectivamente. En contraste, los genes agrupados en el grupo 3 fueron hasta reguladas en ccRCC sino hacia abajo-expresado en TCC y TTCG.
La matriz de valores de la expresión diferencial de 64 genes con valor absoluto de registro
2 y relación ≥1 FDR≤0.01 en al menos el 75% de los 27 pacientes se utilizó para realizar la agrupación jerárquica sin supervisión. Los tipos diferentes de tumores (etiquetadas en la parte superior; B, TCC; T, TGCT; K, ccRCC) se agruparon por la sobre regulación (rojo) y la baja regulación (verde) los patrones de genes correspondientes (que se enumeran verticalmente por su símbolo oficial de genes ).
desregulados patrones de expresión de miRNAs en los tres cánceres genitourinarios
en este estudio comparativo, se observó que más de la mitad (17/31) de los miRNAs que son expresados de forma aberrante en todos los tres tipos de cáncer exhiben patrones de expresión coherentes (Figura 1C y 1D). Muchos de estos miRNAs (como miR-142-3p, miR-155, miR-21 y miR-210), que se conoce a funcionar como oncogenes '' en los estudios anteriores se observó que eran uniformemente hasta reguladas, mientras que otros potenciales ' supresores de tumores ", como vamos a 7c y miR-214 se redujeron regulado en nuestro estudio (revisados por Ramiro Garzón y col. [19] y Aurora-Esquela Kerscher et al. [20]). Una gran proporción de los miRNAs desregulados también mostraron patrones de expresión específicos de cáncer (Figura 1C y 1D). En consonancia con otros estudios sobre TTCG [21], [22], el miR-372 y miR-373 se han sugerido para actuar como oncogenes, y se observó que eran hasta reguladas únicamente en TTCG así como la forma de estrella de miR-373 * en nuestro estudio, lo que confirma aún más sus funciones especiales en el desarrollo TTCG. miRNAs exclusivamente desregulados en los otros dos tipos de cáncer incluyen el miR-143 y miR-195, que se redujeron reguladas en la CTP. miR-122, un supresor tumoral reconocido previamente que se había demostrado ser específico para el cáncer de hígado [23], fue hasta reguladas en ccRCC.
Como se muestra en la Tabla 1, también se dio cuenta de que un número significativo de miARN familias fueron desregulados en dos o tres tipos de cánceres. Varios miembros de la familia miR-8, cuyas asociaciones con cánceres humanos se han reportado en varias ocasiones [24], [25], mostraron variados patrones de expresión en estos tres tipos de cáncer. También se observaron otras familias miARN (como el miR-199, miR-17 y miR-506 familias) que no han recibido anotación anterior en estudios de cáncer a ser desregulado sea compatible o incompatible en dos o tres tipos de tumores en este estudio (Tabla 1). Curiosamente, hemos identificado tres familias o grupos que mostraron TTCG específico regulado hasta los patrones de expresión (Tabla S2) peculiares miARN. 42 miembros de la familia miR-515 (miR-515 a 527) y ocho miembros de la agrupación de miR-302-367 (miR-302a, miR-302a *, miR-302b, miR-302b-302c * MIR, miR 302d, 302d miR-* y miR-367) sólo fueron hasta reguladas en TTCG y no en los otros dos tipos de cáncer, y tres miembros de la agrupación de miR-105-767 (miR-105, miR-105 y miR-* 767 -5p) se clasificaron como los diez mejores miRNAs hasta reguladas en TTCG.
correlación de Pearson entre los niveles de expresión de miRNAs expresados diferencialmente y sus genes diana potenciales
a continuación se investigó la relevancia biológica de los miRNAs desregulados significativamente mediante la evaluación de la correlación entre los niveles de expresión de cada uno de los genes miARN y todos sus genes objetivo previsto. correlaciones significativas (
P
≤0.05) se encontraron entre 77, 196 y 444 pares de genes miARN-mRNA en TTCG, TCC y ccRCC, respectivamente (Tabla S6). Los procesos biológicos GO que se enriquecieron con estos genes diana significativamente correlacionados se determinaron utilizando DAVID, y las categorías GO enriquecido se enumeran en la Tabla S7 para TTCG, TCC y ccRCC, respectivamente. núcleo múltiple procesos de regulación o las vías de señalización que pueden ser de importancia funcional para el desarrollo de tumores, incluyendo el proceso de desarrollo, la cascada de JAK-STAT, la diferenciación celular, movimiento celular y otros procesos asociados con la muerte celular o la regulación de la apoptosis, fueron todos predice estar bajo la influencia potencial de miRNAs desregulados.
Por examen cuidadoso de los miRNAs individuales que se correlacionaron negativamente con los niveles de expresión de sus genes diana, se encontró que el miR-367 (que pertenece al grupo de miR-302-367 se mencionó anteriormente) fue hasta reguladas únicamente en TTCG y su objetivo predicho
CDKN1C
, un gen impreso que se caracteriza por la pérdida frecuente de la impronta en el esófago y de mama, también se ha reducido regulado en TTCG (
r = -0.59
,
P = 0,024
) [26], [27]. Otra miARN, MIR-195, se redujo reguladas y su destino
MAP7
, que se expresa predominantemente en células de origen epitelial y es capaz de estabilizar los microtúbulos, se observó a ser de hasta reguladas en TCC (
r = -0.48
,
P = 0,031
) [28].
Como era de esperar, los niveles de expresión de algunos miRNAs se correlacionaron significativamente con múltiples genes diana. 43 predijo genes diana en la reglamentación de la marcha regulada miR-19a /b fueron todas las reguladas en la CTP, y 11 de ellos se prevé que ser regulada tanto por el miR-19a y miR-19b (Tabla S6). Además, tres miRNAs miR-20b, miR-363 y miR-30c que eran todos exclusivamente el regulado en ccRCC también mostró correlación significativa con los niveles de expresión de 23, 25 y 37 de sus genes objetivo previsto, respectivamente (Tabla S6) . En particular, los genes diana correlacionadas de miR-20b se vieron implicados principalmente en la regulación de procesos metabólicos (ajustado
P = 0,037
) y tres de los objetivos (
JAK1
,
CCND2
y
SPRED1
) participan en la regulación de la vía de señalización JAK-STAT. Sin embargo, ningún proceso biológico enriquecido se encuentra en los conjuntos de genes diana correlacionados de miR-30c y miR-363.
Discusión
El presente estudio proporciona una visión integrada de los tres cánceres genitourinarios en función de su los perfiles de expresión de todo el genoma de ambos ARNm y miARN. Todos los pares de muestras de tumores normales de la misma a partir de los 27 pacientes con cáncer se prepararon y secuenciaron usando los mismos protocolos en la misma plataforma, y los datos de secuenciación en bruto resultantes también se sometieron a análisis preliminares similares [12]. Por lo tanto, se supone que las variaciones técnicas debido a la inter-laboratorio o diferencias inter-plataforma debe ser mínima o insignificante en este estudio. Nuestros resultados revelaron que el análisis comparativo de los diferentes tipos de cáncer podría proporcionar conocimientos adicionales en profundidad sobre los mecanismos moleculares a nivel de sistema de tumorigénesis que de otra manera relativamente difícil de descifrar, centrándose en un solo tipo de cáncer. Por otra parte, se obtuvieron los perfiles de expresión de miRNAs y los genes codificantes de proteínas en los 27 pacientes. análisis integrador de ARNm y miARN perfiles de expresión facilitado la identificación de los procesos biológicos desregulados o vías que pueden estar bajo la regulación de miRNAs, que a su vez podría servir como dianas terapéuticas ideales [29].
Las investigaciones realizadas durante las últimas décadas ha sugirió que la transformación de células normales en los cánceres malignos puede regirse por varias normas comunes [30]. Nuestro análisis comparativo de los tres cánceres genitourinarios diferentes también reveló los cambios fisiológicos comunes que se plantean en las células tumorales. desregulación significativa de los procesos de desarrollo y diferenciación y las vías de control del ciclo celular en dos o más tipos de cáncer indicaba que las células tumorales indiferenciadas fueron insensibles a las señales de inhibidor (anti-crecimiento) que normalmente bloquear la entrada en un estado del ciclo celular activo. La desregulación de las vías de señalización de p53 puede facilitar tanto la angiogénesis y la resistencia a la apoptosis [31]. La aberración de la vía y de los receptores de ECM CAM permite a las células cancerosas para escapar de sus masas tumorales primarias, invadir los tejidos adyacentes y colonizar otras partes [32], [33]. Además, como se demuestra en nuestro estudio, la desregulación frecuente de las vías relacionados con las citoquinas, así como los procesos de respuesta inmune e inflamatoria es otra característica común de cáncer humano [34]. Para muchos tumores sólidos, citocinas, junto con las levas, juegan un papel importante en la inducción de respuestas inmunes antitumorales y de rechazo de tumores en el microambiente tumoral donde las células inmunes y malignas interactúan [35]. Por otra parte, recientes datos emergentes sugiere que la inflamación relacionada con el cáncer contribuye a la proliferación y supervivencia de las células tumorales y se vincula esta inflamación de la respuesta terapéutica y el pronóstico de los pacientes con cáncer [36].
comparaciones sistemáticas de los tres cánceres genitourinarios también demostró que un gran número de genes desregulados se enriquecieron en las vías o procesos específicos que caracterizan los comportamientos biológicos distintos de cada cáncer. Gen conjuntos únicamente desregulado en TGCT están implicados principalmente en procesos relacionados con la reproducción-masculinas como la espermatogénesis, el desarrollo spermatid y la fertilización, lo que indica que la función testicular normal se había perdido durante la conversión de las células somáticas normales en células tumorales. Mientras tanto, la regulación por disminución global de múltiples vías metabólicas y la desregulación significativa de los procesos biológicos relacionados con la coagulación de la sangre, los lípidos y el transporte de iones solamente se observaron en ccRCC. Como se informó anteriormente, el trastorno de la coagulación intravascular puede resultar en lesiones renales [37]. El perfil de expresión única de la CTP se caracterizó por una importante desregulación de los procesos vinculados a la invasión tumoral y la metástasis. De acuerdo con sus fenotipos moleculares, TCC también se comporta de forma única en términos de sus características clínicas y el pronóstico. Se estima que aproximadamente el 70% de los pacientes presentan tumores TCC no músculo invasivo superficiales que no son potencialmente mortales, pero tienden a repetirse; los casos restantes que presentan tumores de músculo invasivo son por lo general en un alto riesgo de muerte asociado con metástasis a distancia [38].
Clasificación de cáncer en base a los patrones de expresión de los marcadores moleculares clave que se pueden utilizar para el diagnóstico del cáncer, pronóstico y predicción habían sido ampliamente descrito y aplicado en estudios anteriores [39]. En este estudio, la agrupación jerárquica de los genes desregulado en la mayoría (más del 75%) de los pacientes con perfil general puede clasificar los tumores en grupos con las mismas manifestaciones histopatológicas (Figura 3). Genes en el grupo 1 están dominadas por los oncogenes que están regulados en la mayoría de los tumores, como
CCND1
,
PERP
y
RRM2
[40], [41], [42]. Por otra parte,
TCF19
codifica un factor de transcripción que se supone que desempeñar un papel fundamental en la regulación de la expresión de genes diana. El producto del gen de
CCNB1
(ciclina B1) y cdc2 formar el complejo de maduración de promoción, que es importante para la estimulación de la mitosis [43]. El producto de
CENPF
puede jugar un papel en la segregación cromosómica durante la mitosis [44] y puede ser utilizado como un valioso marcador de la progresión de carcinoma nasofaríngeo [45]. En contraste, los genes que pertenecen al grupo 2 perdieron significativamente su expresión en la mayoría de las neoplasias genitourinarias perfiladas. Muchos de los genes agrupados en el grupo 2 se reconocen como supresores de tumores candidato en estudios previos. silenciamiento metilación asociada de
FAM107A
fue identificado en los tres tumores genitourinarios [46]. El producto de proteína de
DCN
(decorina) es capaz de suprimir el crecimiento de diversas células tumorales [47], [48], [49].
TCF21
fue aberrantemente metilados y silenciado en la cabeza y el carcinoma de células escamosas del cuello y cáncer de pulmón de células no pequeñas [50];
C2orf40
se hypermethylated y transcripcional silenciado en el carcinoma y glioma colorrectal, y su sobre-expresión dio lugar a una disminución significativa en el crecimiento celular [51]. En general, aunque la mayoría de los genes mencionados anteriormente fueron bien conocidos por otros tipos de cáncer, anormalidades en sus tumores genitourinarios rara vez se informó antes. Nuestros resultados resaltan sus efectos generales en la CTP, TTCG y ccRCC. Por otra parte, como los genes con patrones similares de expresión o funciones que tienden a agrupar, otros genes (por ejemplo,
TCF19
) en el grupo 1 y 2 también puede ser responsable de las funciones importantes de estos tres tipos de cáncer y por lo tanto son dignos de mayor atención en los estudios futuros.
Además, también identificó un subconjunto de genes (grupo 3) que son regulados hasta en ccRCC pero las reguladas en el TCC y TTCG. La expresión de
cnn1
es un marcador de diferenciación etapa tardía de células musculares lisas, y una disminución en
cnn1
está asociada con los vasos del tumor renal subdesarrollados que carecen de integridad [52], [53]. Tres genes (
AMOTL1
,
CAV1
y
COL15A1
) en esta clase estaban asociados funcionalmente con el proceso de angiogénesis.
AMOTL1
controla la migración celular y la adhesión célula-célula in vivo durante la angiogénesis [54].
CAV1
potencia la formación de capilares endoteliales [55] y el silenciamiento de su expresión por oligodesoxinucleótidos antisentido perjudica el proceso de angiogénesis
in vitro
y
in vivo
[56]. Por otra parte, la sobre-expresión de
CAV1 Hoteles en ccRCC se había documentado anteriormente y se piensa que es importante para la progresión de ccRCC [57], [58]. sistemas vasculares en diferentes tumores son excepcionalmente variable en sus tamaños, formas y patrones de ramificación y por lo general no están organizados en la jerarquía convencional de las arteriolas, capilares y vénulas [59]. El carcinoma de células renales es un tumor vascular rico, y que prevé la posibilidad de que cuanto mayor sea la masa tumoral es, el sistema vascular más complejo que el tumor necesita para la nutrición. Por lo tanto, de adaptación sobre-expresión de genes relacionados con la angiogénesis debe ser esencial para la proliferación de células tumorales dentro de la enorme masa de ccRCC.
miRNAs son una clase importante de pequeños ARN no codificantes que son capaces de regular la patrones de expresión temporal y tejidos específicos de los genes que codifican la proteína a nivel post-transcripcional, bloqueo de la traducción y /o que conduce a la degradación del ARNm [60]. miRNAs juegan un papel activo en la tumorigénesis mediante la regulación de la expresión de sus genes diana, lo que resulta en una aberración de múltiples procesos biológicos fundamentales o vías [20], [61]. Nuestro análisis identificó una serie de miRNAs asociados con el cáncer anotados como miR-142-3p, miR-155, miR-21, miR-210, let-7c y miR-214 que exhibe la desregulación consistente en TCC, TTCG y ccRCC, lo que puede sugerir sus efectos generales sobre el desarrollo del cáncer humano. Algunos genes miARN familias o grupos en su conjunto también se liberalizaron de manera significativa en nuestro estudio (Tabla 1). Se esperaba que los co-patrones de expresión observados para estos genes miARN familias o grupos, como habían propuesto otros estudios que la mayoría de los miRNAs conocidas se agruparon y en tándem transcribe como polycistronic transcripciones primarias [62], [63]. miR-8 (también conocido como "el miR-200") de la familia exhibe diferentes patrones en la CTP, TTCG y ccRCC en nuestro estudio. El descenso de regulación de miR-8 familiares fueron identificados en varios tipos de cáncer como el de mama, de ovario y tumores neuroendocrinos pancreáticos, y la inhibición de miR-8 familia induce la transición epitelio-mesenquimal transición (EMT), que es visto como un primer paso esencial en metástasis del tumor [24], [25], [64]. Curiosamente, se ha demostrado también la sobre expresión de miR-8 familia para mejorar ratón colonización celular de cáncer de mama para formar metástasis a distancia [65]. En resumen, el miR-8 familia puede desempeñar diferentes funciones en diferentes cánceres humanos, y nuestros datos también sugieren sus diversos papeles en los cánceres genitourinarios.
Integrativa análisis de correlación de los niveles de expresión de miRNAs y sus genes diana en predichos los tres tipos de cáncer aún más de relieve los efectos de determinados miRNAs en el desarrollo de tumores. Del gran número de objetivos cuyos niveles de expresión correlación negativa con el miR-19a y /o miR-19b en la TCC (Tabla S6), muchos genes eran bien conocidos por estar asociados con el cáncer basado en estudios funcionales anteriores. Por ejemplo, el producto de gen diana
ARRDC3
puede unirse y degradar la proteína ITGβ4, que afecta a la proliferación, la migración y la invasión de células de cáncer de mama
in vitro
[66]. La expresión de otro objetivo,
CBX7
, disminuye con el grado de malignidad y la etapa de neoplasia en el cáncer de tiroides [67] y se asocia con un fenotipo más agresivo en el cáncer de páncreas [68]. Por lo tanto, creemos que la baja regulación de miR-19a y miR-19b también puede promover el proceso tumorigénico de la CTP. Otra miARN digno de mención es el miR-20b en ccRCC, dirigido 3 genes (
JAK1
,
CCND2
y
SPRED1
) que participan en la señalización JAK-STAT. Por lo tanto, la baja regulación de miR-20b puede conducir a la activación de la vía JAK-STAT, que ha sido documentado en muchos estudios sobre el cáncer [69], [70], [71], [72]. Sorprendentemente, los objetivos de las reguladas de miR-20b se han implicado principalmente en muchos procesos metabólicos (ajustado
P = 0,037
), que puede, en parte, explicar el fenotipo característico de ccRCC (desregulación global de múltiples vías metabólicas en ccRCC como se muestra en la Figura 2).