Abstract

Estudos

em diversos tipos de cânceres ginecológicos (GCs) , utilizando novas tecnologias de expressão, revelaram padrões patogênicos e marcadores de genes específicos para cervical (CC), endometrial (CE) e câncer vulvar (VC). Embora os fenótipos clínicos dos três tipos de cânceres ginecológicos são discretos, o fato de que provenham de um origem embrionária comum, levou à hipótese de que eles podem compartilhar características comuns que refletem regressão a embriogênese. Para resolver esta questão, foi realizada uma análise comparativa global de seus perfis. Nossos dados identificaram os dois recursos comuns (vias e redes) e de novos módulos distintos que controlam os mesmos processos biológicos desregulados em todos os três tipos. Especificamente, quatro novos módulos de transcrição foram descobertos regulação do ciclo celular e apoptose. Integração e comparação dos nossos dados com outras bases de dados, levou à identificação de características comuns entre os tipos de câncer, tronco embrionárias células (ES) e a população de células recém-descoberto de escamocolunar (SC) junção do colo do útero, consideradas para sediar os eventos precoce do câncer . Conclusivamente, estes dados nos levam a propor a presença de características comuns entre os cânceres ginecológicos, outros tipos de câncer, células-tronco embrionárias e as células de junção SC pré-malignas, onde o romance E2F /NFY e MAX /módulos CEBP desempenham um papel importante para o patogênese dos carcinomas ginecológicos

Citation:. Pappa KI, Polyzos A, Jacob-Hirsch J, Amariglio N, Vlachos GD, Loutradis D, et al. (2015) Profiling de cânceres ginecológicos discretos Revela Novos Transcricionais módulos e funcionalidades comuns partilhados por outros tipos de câncer e células estaminais embrionárias. PLoS ONE 10 (11): e0142229. doi: 10.1371 /journal.pone.0142229

editor: Surinder K. Batra, University of Nebraska Medical Center, United States |

Recebido: 18 de junho de 2015; Aceito: 18 de outubro de 2015; Publicação: 11 de novembro de 2015

Direitos de autor: © 2015 Pappa et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Data Availability: Nossos dados podem ser encontradas no arquivo GEO sob o número de acesso GSE63678

Financiamento:. Este trabalho foi apoiado pelo Programa de Oncologia do Conselho Central de Saúde do Ministério da Saúde, Grant No. 70-3-9209 (www. moh.gov.gr); pela Fundação Empirikion, Grant No. 70-3-7345 a NPA (www.empirikion.gr); e pelo Fundo da União Europeia Social Europeu (FSE) e de fundos nacionais gregas através da THALIS Programa, no âmbito do Programa Operacional Educação e Aprendizagem ao Longo da Vida do Quadro de Referência Estratégico Nacional (QREN), Grant No. 70-3-11830 para KIP (http : //excellence.minedu.gov.gr/thales/en/)

Conflito de interesses:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

ginecologia cancros representam mais de 10% dos cancros da população feminina. O diagnóstico precoce da doença maligna oferece maior cura e as taxas de sobrevivência e uma melhor qualidade de vida, em contraste com o diagnóstico em fases avançadas que leva a operações de radicais e tem uma percentagem mais elevada de mortalidade e morbilidade. Especificamente, os principais tipos de câncer ginecológico incluem o câncer cervical (CC), cancro do endométrio (CE) e câncer vulvar (VC), exibindo uma incidência global de 7,4, 25,5 e 2,5 por 100.000 mulheres-ano, respectivamente [1].

os fenótipos clínicos, o grau de relação causal da infecção pelo HPV, juntamente com os fatores prognósticos, tais como estágio, histologia, grau histológico, idade ao diagnóstico e raça [1], e os mecanismos patogênicos envolvidos para cada um dos estes três tipos, parece ser específica e discreta. No entanto, todos os três tipos proveniente de uma origem embrionária quase comum, como os dutos paramesonéfrico (Müller) decorrentes da mesoderme durante a oitava semana de desenvolvimento através de um processo conhecido como organogênese de Müller e deitado na mesma região anatómica [2]. Esta observação, levou a uma hipótese de que os grandes eventos moleculares e bioquímicos e os que se seguiram percursos aberrantes que ocorrem durante a carcinogênese nos três tipos, pode partilham características comuns que reflectem aspectos da regressão para o desenvolvimento precoce e embriogênese. Na verdade, tais achados foram recentemente documentado em outros do que os ginecológicos [3] cânceres.

Por essa razão, -como uma primeira expressão do gene passo a novela profiling tecnologias são actualmente aplicadas por vários grupos [4,5] e nosso [6] em cânceres ginecológicos para revelar padrões patogênicos específicos em programas de expressão gênica entre células saudáveis ​​e cancerosas. Recentemente, outros estudos utilizando próxima geração de sequenciamento tecnologias, microarrays e proteômica, têm-se centrado sobre a taxa de genoma mutação, o perfil de expressão do genoma, eo padrão proteoma dos cancros ginecológicos individuais, ou seja, vulvar [7], cervical [8] e endometrial [9] cânceres, e, eventualmente, compôs um perfil bastante completo para cada câncer ginecológico. Estas abordagens levaram ainda a um novo sistema de agrupamento dos tipos de tumores [3,9-11].

Curiosamente, embora as características comuns surgem a partir de estudos entre os cânceres de origem diferente com relação a taxas de mutação, perfis de expressão ou de metilação do DNA padrões [3,11], a nosso conhecimento muito poucos estudos [12-14] ter ilustrado funções biológicas comuns ou mecanismos moleculares em diferentes tipos de câncer. Recentemente, alguns estudos comparativos [15,16], utilizando as novas tecnologias de criação de perfil em combinação com as ferramentas de bioinformática disponíveis [17] para a construção de redes biológicas, foram identificadas propriedades de nível de sistema comum entre os diferentes tipos de câncer [3,12-15 ].

Portanto, tendo em vista a hipótese acima sobre a origem comum dos cânceres ginecológicos que apresentam características comuns, e a escassez de dados relevantes no campo, neste estudo procurou-se obter novos insights sobre estas questões através da realização de uma caracterização comparativa molecular sistemática e abrangente do endométrio, colo do útero, e os tipos de câncer vulvar. Nossos dados identificaram os dois módulos distintos comuns e novos que controlam os mesmos processos biológicos desregulados em todos os três tipos. A comparação dos nossos resultados com outros bancos de dados de assinatura gene [18,19], levou à identificação de características comuns entre os vários tipos de câncer e cânceres ginecológicos. Consequentemente, temos procurado por candidatos genes desregulados comuns nos três tipos de câncer ginecológico, comparando nossos resultados com biomarcadores potenciais previamente identificadas de estudos anteriores, a construção de um gene assinatura mais robusta para cada tipo de câncer. Embora encontramos uma pequena sobreposição entre as assinaturas de genes do mesmo tipo de cancro em diversos estudos, afectada processos biológicos e desregulada mecanismos moleculares eram o mesmo na maioria dos casos. Assim, o presente estudo sugere que, mesmo que genes específicos podem funcionar como motores ou biomarcadores, as células cancerosas manter a capacidade para chegar ao mesmo fim-stage, ativando e reprimindo diferentes pontos nodais de genes de um mecanismo molecular ou um caminho.

Resultados

características comuns dos endometrial, cervical e vulvar carcinoma

Um total de 35 amostras provenientes de pacientes com cânceres ginecológicos de histologia diferente em diferentes estágios e controles saudáveis ​​(S1 Table) foram analisados. Especificamente, 18 amostras de cancro do colo do útero (5, 7 endometriais e vulvares 6) e 17 amostras normais (5 cervical, endometrial 5 e 7 vulvares) foram hibridizados em plataforma Affymetrix como previamente descrito [6]. Profiling de cânceres ginecológicos revelou 1406 (762 regulada e 644 reprimidos), 1740 (733 regulada e 1007 reprimidos) e 1679 (448 regulada, 1231 subregulado) genes diferencialmente expressos (degs) em cervical, endometrial e câncer vulvar, respectivamente (S2 Table) . Análise de Componentes Principais (PCA) sobre genes diferencialmente expressos, discriminados normal a partir de amostras de câncer do mesmo tipo de tecido (S1 Fig), enquanto cancerosas ou normais amostras de endométrio e do colo estavam mais próximos uns dos outros, o que sugere uma origem embrionária comum.

a comparação dos três cânceres ginecológicos contra suas amostras normais correspondentes, revelou uma sobreposição de 15-40% entre cada tipo de câncer (Fig 1A e 1B), com apenas 193 genes diferencialmente expressos comuns (72 upregulated e 121 reprimidos). Apesar do fato de que se sobrepõe entre cervical, endometrial e genes vulvar assinaturas eram pequenos, análise ontologia gene mostraram aumento da sobreposição entre eles a respeito de seus processos biológicos. Clara separação entre funções biológicas mediadas por genes regulada e reprimidos foi anotada. ciclo celular, apoptose e regulação da apoptose estavam entre as categorias enriquecidas na população regulada positivamente de todos os três cânceres ginecológicos do estudo. genes regulados negativamente foram encontrados para ser envolvida na transcrição e diferentes categorias de desenvolvimento, tais como o desenvolvimento muscular, esquelético e no sangue (Figura 1C). Focalizando os processos biológicos desregulados comuns e comparando as dobras de mudança desses genes, percebemos que ciclo celular e processos biológicos relacionados com a apoptose, foram mais afetados no cancro cervical e endometrial do que em células de câncer vulvar (Fig 1D e S3 tabela). Categorias de desenvolvimento eram mais diversificada (Fig 1E) e fomos capazes de identificar processos developmentally relacionados principalmente enriquecidas em (desenvolvimento do órgão muscular) cervical ou vulvar e células de cancro do endométrio (desenvolvimento embrionário placenta). papilomavírus humano (HPV) representa o factor principal para o cancro do colo do útero [20], e como esperado, o processo biológico de ‘resposta a vírus foi enriquecido apenas na população de genes regulada positivamente de pacientes com cancro do colo do útero, com

Mx1

, interferão regulação fatores 7 e 9 (

IRF7

,

Irf9

), e os genes estimulados pelo interferão 15 e 20 (

ISG15

,

Isg20 ), exibindo níveis de expressão elevados e confirmando assim a activação de genes relacionados à resposta antiviral em células infectadas por HPV (S2A FIG).

. Diagramas de Venn comparando regulada positivamente. B. subregulado diferencialmente expressos genes em cancros cervicais, do endométrio e vulvares contra suas amostras normais correspondentes. C. Principais processos biológicos. D. Comparação entre o enriquecimento do ciclo celular e categorias relacionados à apoptose nas três cânceres ginecológicos como identificadas por comparativo GO [17] nas listas de genes regulada e na E. subregulado listas de genes. F. Pathways desregulados em todos os cânceres ginecológicos são retratados em gráficos de barras.

Identificação de vias e redes comuns no desenvolvimento de cânceres ginecológicos

análise de enriquecimento Pathway foi realizada utilizando Expander 5.2 [ ,,,0],21,22] e David KnowledgeBASE 6,7 [23,24]. Informação de KEGG, Reactome, BioCarta e bases de dados via PANTHER foi recuperado e utilizado para a identificação de genes expressos diferencialmente envolvidos na regulação positiva ou a regulação negativa de vias conhecidas. Utilização de diferentes bases de dados forneceu-nos a vantagem para anotar as nossas assinaturas câncer ginecológico gerados nas vias que foram representados apenas em um banco de dados. Esta anotação revelou várias características novas vias de sinalização de cancro ginecológico conhecidos por estarem envolvidos na formação do cancro, e o desenvolvimento de resposta imune, que foram enriquecidas em colo do útero, endométrio e amostras de cancro vulvar (Figura 1F). vias de Wnt, ErbB, o VEGF foram enriquecidas principalmente na população de genes regulados negativamente. via Wnt, que é conhecido por regular a actividade de transcrição e provocar a divisão celular aberrante e migração associada com a formação de cancro [25-27], de facto foi encontrado desregulado tal como documentado pela regulação baixa de

WNT2

,

NFATc1

,

e Nfatc4

genes. Está bem estabelecido que a desregulação de receptores ErbB e via de sinalização excessiva está associada com o desenvolvimento do cancro. Em nosso estudo, embora

ErbB

-2 foi regulada no cancro endometrial,

ErbB

-2 e

ErbB

-3 foram reprimidos em pacientes com câncer vulvar. células B e células T do receptor de vias, que são envolvidas na resposta do sistema imunitário de sinalização, também foram afectadas. componentes de genes-chave, como

ARN

(regulada em todos os cânceres ginecológicos),

PIK3CA

(regulada no cancro cervical, reprimidos no câncer de endométrio), e

junho

,

Akt3

(reprimidos no câncer de endométrio e vulvar), que também estão envolvidos em vias relacionadas câncer conhecidos, mostraram expressão variável em todos os três cânceres ginecológicos. Neste estudo, observou-se que

ARID1A

exibe uma regulação negativa estatisticamente significativa tanto em pacientes com câncer de endométrio e vulvares, mas não em pacientes com câncer cervical (S2B FIG). Esta constatação sugere mecanismos aberrante operacionais comuns que controlam alterações em PI3K-Akt e TP53 vias de sinalização que levam à formação de tumores em ambos os tipos de câncer [28].

Em concordância com os resultados anteriores de análise de ontologia gênica, na maioria das regulada e genes reprimidos formado redes, em que o principal efeito dos genes que interagem em todos os tipos de câncer ginecológico é descrito no ciclo celular e doenças imunológicas para genes que interagem upregulated, e no crescimento e proliferação celular, desenvolvimento celular, morte celular e sobrevivência e outras metabólica e Categorias relacionadas com a morfogênese de genes que interagem subregulado (S3A e S3B FIG). redes semelhantes foram formadas quando analisamos os genes regulados comuns em todos os cânceres ginecológicos. A rede relacionados com o ciclo celular exibiu a segunda maior pontuação, enquanto a rede relacionados com a morte por câncer e celular exibida a terceira maior pontuação (S4A e S4B Fig).

caminhos relacionada ao câncer e assinaturas genéticas

com base nas conclusões acima, nós então investigados para a presença de assinaturas via comum em outros tipos de cânceres. Para este fim, empregando dados de bancos de dados via anotados, percebemos que mama, pâncreas, próstata e colorretal correlacionadas com cervical, endometrial e as vias de câncer vulvar (Fig 2A). Este resultado foi reforçada quando nossas assinaturas foram comparados com os anotado em MSigDB 4.0 [18] e GeneSigDB 4,0 [19] bases de dados. Em concordância com os resultados da via, a maioria das assinaturas que se sobrepunham com o nosso estudo, ou seja, com mais de 5 genes em comum e

p Art 0,01, foram derivadas de câncer de mama, pulmão e próstata, que estavam entre os top (Fig 2B). Notavelmente, sobreposição entre nossos genes diferencialmente expressos, foi encontrado com muitas assinaturas de células-tronco, que eram a segunda assinatura gene, mais frequentemente correlacionados depois do câncer de mama. assinaturas relacionados à resposta virais e imunológicas também foram enriquecidas em todos os genes expressos diferencialmente para todos os três tipos de cancro ginecológico do estudo. Procurar em MSigDB 4.0 [18] do banco de dados para as assinaturas oncogênicos divulgada uma sobreposição significativa entre os três cânceres ginecológicos com pulmão (5 assinaturas), mama (9 assinaturas) e câncer de próstata (5 assinaturas), como mostra a Tabela S2. Todos estes dados ilustram o facto de que, embora existam numerosos genes que são desregulados em cada tipo de cancro, apenas uma pequena percentagem das mais comuns podem ser encontradas em vários tipos de cancro. Na maioria dos casos, sobreposição não exceda 20 a 30 genes. Um resumo de todos os genes que são expressos diferencialmente em mais do que cinco estudos anotados em GSEA 2.0.14 [18], criada uma lista de genes, que inclui os genes com maior probabilidade de ocorrer ou pode ser envolvido no desenvolvimento de tumores. Um total de 81 genes foi encontrado através de GSEA 2.0.14 [18] para ser representado como uma assinatura genética em mais de cinco estudos, com

Fos

e

Ccnd2

envolvido no processo do ciclo celular,

Anxa1

,

Birc3

,

Socs2

,

GCH1

, e

Chst11

envolvido na regulação da apoptose, e vários reguladores de transcrição tais como

Id2

,

KLF4

,

BCl3

,

Satb1

,

EGR1

, e

Fos

que são enriquecidas em várias malignidades de tecido. Assim, nossa abordagem pode proporcionar a oportunidade para futuras comparações adicionais com outras assinaturas de genes conhecidos e genes de pontuação, com base na frequência de ocorrência de várias doenças ou categorias relacionadas ao câncer (Tabela 1).

A. Os gráficos de barras mostrando a importância da sobreposição entre os três cânceres ginecológicos neste estudo com outros tipos conhecidos de câncer e seus caminhos anotados. assinaturas de genes B. oncogênicos de MSigDB 4.0 [14] e GeneSigDB 4.0 [15].

Lista de genes diferencialmente expressos em qualquer um dos nossos três tipos de câncer ginecológicos que se sobrepunham com mais de cinco assinaturas oncogênicos, como documentada a partir da base de dados de GSEA, formando uma assinatura oncogênico robusta para GCs e outros tipos de câncer.

correlação de câncer cervical genes diferencialmente expressos com a célula-população recém-identificado do squamocolumnar cervical junção

recentemente foi sugerido que o cancro cervical tem origem a partir de um pequeno número de uma população discreta de células epiteliais cubóides localizado na junção escamo-colunar (SC) na área do colo do útero ectoendocervical [25]. Estes dados forneceu-nos a oportunidade de testar se esta população única, com um potencial para ações de malignidade características comuns com tipos estabelecidos de cânceres ginecológicos. Sobreposição entre nossos upregulated genes diferencialmente expressos em endometrial e pacientes com câncer cervical e genes regulados positivamente na junção escamocolunar (75 genes) e ectocérvice região escamosas (660 genes) [29], vem reforçar esta ideia. Especificamente, enquanto genes que caracterizam a população escamosas ectocervical foram enriquecidos em todos os cânceres ginecológicos (cervicais 65 genes, endométrio 86 genes, vulvares 47 genes), células junção escamocolunar semelhanças com os genes regulados positivamente em endometrial (7 genes) e pacientes com câncer cervical em comum (9 genes ), mas não com os pacientes de cancro vulvar (3 genes), como mostrado na Fig 3A. Este grupo junção escamocolunar incluídos genes como o fator de complemento B e H (

Cfb

,

CFH

), que estão envolvidos na regulação da resposta imune e proteínas 44 induzida por interferão (

Ifi44l

), que também é activada em resposta anti-viral. Curiosamente,

S100p

gene, que está associado com o ciclo celular, crescimento celular e invasão e relatado para ser um romance preditor independente de mau prognóstico em colorectal e carcinoma hepatocelular [30], foi também descobriu regulada apenas no câncer vulvar amostras em nosso estudo. No entanto, apesar dos altos níveis de sua expressão encontrada também em pacientes com cancro do colo do útero, não foi considerado diferencialmente expressos (

p

= 0,07), devido à variação entre as amostras cancerosas. Estes dados fornecem, pela primeira vez uma comparação directa entre os cancros ginecológicos e este romance área anatómica, que podem potencialmente hospedar putativos eventos precoces de câncer de iniciação [29].

A. Enriquecimento de genes diferencialmente expressos de nossas assinaturas genéticas do câncer de colo do útero, endométrio e vulvar com colunar da endocérvice, junção escamocolunar (SC) e ectocérvice assinaturas genéticas escamosas. Para diferenças significativas com

p Art 0,05, o asterisco foi usada para anotação. B. Enriquecimento de genes expressos diferencialmente a partir de nossos assinaturas de genes de cancro do colo do útero, endométrio e vulvar com Myc, PRC e módulos principais, identificados a desempenhar um papel chave na formação e estabelecimento de pluripotência em células estaminais embrionárias [33]. Para diferenças significativas com

p Art 0,05, o asterisco foi usada para anotação.

Células-tronco embrionárias partilham características comuns com cânceres ginecológicos

Considerando o enriquecimento em assinaturas de células-tronco e com base em descobertas recentes sobre as semelhanças de expressão de genes e propriedades de auto-renovação entre o cancro e as células estaminais embrionárias (ES), que detectado enriquecimento significativo de módulos Polycomb (PRC) Myc e operando em células estaminais embrionárias [31], também no colo do útero, endométrio e de doentes com cancro vulvar (Fig 3B). A partir dos três módulos caracterizado por as células estaminais embrionárias [31], módulo Myc foi enriquecida na população regulada positivamente de todos os três tipos de cancro ginecológico aqui estudadas, enquanto RPC foi enriquecido nos genes expressos diferencialmente regulada negativamente de cancros cervicais e endometriais. E-caderina [32] e

EpCam

[33] são marcadores precoces e genes-chave no processo de reprogramação envolvido em embrionária formação de colónias de células-tronco e estabelecimento. Ambos os genes foram encontrados para ser regulada no cancro do colo do útero e endométrio (

EpCam

no cancro cervical,

p

= 0,14), mas não em pacientes com câncer vulvar. Este resultado é consistente com nossa observação, até agora, que o câncer do endométrio e do colo do útero compartilhar um maior grau de características comuns (genes, assinaturas de genes, processos biológicos alterados) do que com câncer vulvar. Isto pode reflectir a origem embrionária comum do colo do útero e do útero.

Identificação de características comuns em vários cancros ginecológicos

Independentemente do facto de a maioria das bases de dados abrangem uma grande variedade de cancros e oncogénica assinaturas, em nosso estudo foram selecionados estudos representativos de cada câncer ou tipo de pré-cancerosa que continha também amostras de tecidos normais, para a identificação de marcadores de genes específicos do câncer ginecológico informativos, e comparou-os com os nossos dados utilizando a mesma metodologia. Análise de neoplasia intra-epitelial vulvar (VIN) lesões [34,35], o que representa um estágio pré-canceroso do câncer vulvar, mostrou boa concordância (~ 35%) com a nossa assinatura gene previamente caracterizados em pacientes com câncer vulvar [6]. neoplasia intraepitelial da vulva também mostraram regulação positiva de genes envolvidos no ciclo celular e apoptose, e a regulação negativa dos genes envolvidos na transcrição e Desenvolvimento. Resultados semelhantes foram obtidos a partir de re-análise dos nódulos linfáticos (LN) de carcinoma de células escamosas da vulva [36] com ~ 28% de concordância, quando comparamos as funções biológicas de genes regulados positivamente e regulados negativamente. Ciclo celular, apoptose, Transcrição e categorias de desenvolvimento relacionados com foram enriquecidos nos genes diferencialmente expressos de LN (+) vs. LN (-), como no nosso estudo. As mesmas categorias foram enriquecidos em estudos câncer cervical [4,5,37,38] e estudo endometrial [39], seja na análise de ontologia gênica das funções biológicas ou na análise de caminho. Ao estender nossas descobertas com outros estudos de câncer ginecológico, fez-se evidente que havia características comuns entre endometrial, vulvar e as células de câncer cervical em termos de funções biológicas e desregulamentação via. Com base na pequena sobreposição entre os genes expressos diferencialmente em cada estudo, chegamos à conclusão de que mais do que uma rede ou cascata podem conduzir a transformação maligna em vulvar, cervical e tecidos endometriais.

identificação dos principais factores de transcrição na formação do câncer ginecológico e de novos módulos na cervical cancer

Identificação do fator de transcrição (TF) enriquecimento em PRIMA algoritmo [40] em uma região estreita em torno do local de início da transcrição do gene (TSS), estendendo-se -1.000-200 bp, levou à identificação de 30, 39 e 22 fatores de transcrição para o cancro do colo do útero, endométrio e vulvar, respectivamente.

E2f

,

E2F1

,

HIF-1 | e

ISRE

foram os quatro fatores de transcrição que foram encontrados enriquecidos em todos os tipos de câncer (Fig 4A) , com o

E2F1

(

p

= 0,038) e

Hif

-1 (

p

= 0,004) sendo também enriquecido nos 72 genes regulados positivamente comuns (Figura 1A). fator induzido por hipóxia 1,

Hif

-1, regulada no cancro cervical e vulvar, foi identificado para responder às mudanças nos níveis de oxigênio no ambiente celular e mediar os efeitos da hipoxia. A hipoxia promove a formação de vasos sanguíneos e contribui para a formação de tumores de cancro da mama em [10,41].

E2f

família fator de transcrição está associada a regulação do ciclo celular alvo A2 ciclina (

Ccna2

, regulada no carcinoma do colo do útero e endométrio), ciclina D1 (

CCND1

regulada no carcinoma endometrial ), quinase dependente da ciclina 2 (

Cdk2

, regulada no cancro do colo do útero) e os genes relacionados com a apoptose, tais como

CASP3

(regulada no cancro do colo do útero) e

Casp8

( regulada no cancro endometrial). Além desses reguladores de transcrição, outros fatores, como bem caracterizada

Nf-y

,

Stat1

,

IRFs

e

c-Myc

:

Max

, também foram enriquecido nos 72 genes comumente regulados positivamente. Curiosamente, a comparação com outros estudos sobre vulvar [34,35], cervical [4,5,37,38] e endometrial [39] câncer, divulgado

HIF-1 | e

E2f

como reguladores de transcrição importantes para a modulação da expressão genética no cancro. Para além destes dois reguladores de transcrição,

ZF5

um interagente conhecida de

Brca1

supressor de tumor [42], também foi encontrado enriquecido em todos os estudos anteriores utilizados para comparação e em nossa assinatura gene do cancro vulvar estudo [6]. análise de promotor revelou que existe um certo conjunto de fatores de transcrição que regulam a expressão diferencial entre amostras normais e cancerosas em todos os cânceres ginecológicos (Fig 4A).

A. Diagrama de Venn de reguladores de transcrição comumente encontrado para ser enriquecido perto do TSS (-3000, +200 pb) de genes regulados positivamente em cada câncer ginecológico. B. trama de dispersão que mostra a correlação entre a linha de células HeLa e uma matriz de cancro do colo do útero (r = 0,84). C. Heatmap da correlação da expressão de todos os cancros ginecológicos e as amostras normais correspondentes, com a expressão de HeLa, K562, A549, HepG2 e células normais do cérebro tal como calculado a partir de mais do que três estudos independentes para cada linha de células ou tecido. Os números de acesso de todos os estudos são mostrados na Tabela S3. Gráfico de barras D. descreve o enriquecimento de reguladores de transcrição anotados de ENCODE em células HeLa nos genes regulados positivamente em pacientes com câncer cervical. E. Heatmap do fator de transcrição sobreposição local de ligação de reguladores de transcrição enriquecidas em câncer regulada genes cervical (S4 tabela). F. Heatmap mostrando a correlação de módulos Jun e AP2 com apoptose, e de E2F /NFY com regulação do ciclo celular. G. Bar gráficos de correlação de E2F /NFY e MAX /módulos CEBP com módulo Myc de genes regulada. gráficos H. Bar da correlação de E2F /NFY e MAX /módulos CEBP com módulo Prc para genes reprimidos.

Para além da identificação computacional de sítios de ligação fator de transcrição, o acesso aos experimentos Chip-seq de banco de dados ENCODE [43], nos levou a investigar a correlação dos reguladores de transcrição disponíveis que foram encontrados para ser enriquecido nos genes regulados positivamente em doentes com cancro do colo do útero, usando dados a partir da linha de células de câncer cervical HeLa [44]. células HeLa, que foram sistematicamente estudadas com

próxima geração seqüenciamento

(

NGS

) e tecnologias de microarray [43,44], exibidos como esperado, uma alta correlação com o perfil de expressão de câncer cervical ( Fig 4B e S4 Tabela). A fim de investigar sistematicamente o grau de características comuns entre as células HeLa e perfil de expressão de células de câncer cervical, foram selecionados aleatoriamente três estudos independentes, que investigaram o perfil de expressão na mesma plataforma de microarray, e aplicados os mesmos passos para analisar os níveis de expressão do gene. Todas as matrizes do experimento HeLa, individualmente ou em média, apresentaram alta correlação principalmente com as células cancerosas cervicais (Fig 4C e S4 tabela). comparações adicionais do perfil de expressão média de todos os três cânceres ginecológicos com outras linhas bem estudadas células de câncer (A549, K562, HepG2) e tecidos normais (cérebro), verificou-se que linhagem de células HeLa pode fielmente simular perfil de expressão câncer cervical.

Além disso, fatores de transcrição

Stat1

,

Stat3

,

CEBP

,

E2F1

,

E2F4

,

E2f6

,

Fos

,

Myc

,

Ap2

e

junho

foram todos enriquecido nos genes regulados positivamente, com uma proporção relativa variando de 1,5 a 15 (Fig 4D) para upregulated contra genes regulados negativamente (S2 de mesa), quando anotados em uma região de 5 kb ao redor TSS (-2500 a 2500 pb) dos genes diferencialmente expressos em pacientes com câncer cervical. Análise das regiões sobrepostas desses reguladores de transcrição, revelada pela primeira vez, quatro novos módulos distintos, o que, na verdade, representam conjuntos menores do gene sub-assinaturas [31] (Figura 4E e S4 Tabela). O primeiro módulo (módulo E2f /NFY) consiste em

Nfy-A

,

Nfy-B

,

Gabp

,

NRSF

,

IRF3

, e

E2F

reguladores de transcrição,

Nrf1

,

Stat1

e

cMyc

, com a maioria deles regulação da transcrição de processos do ciclo celular . Dois novos módulos adicionais que consistem em

Ap2a

e

Ap2g

(módulo AP2) e

Max

e

CEBP

(módulo Max /CEBP), respectivamente, segregados dos outros fatores, enquanto um quarto grupo de reguladores de transcrição com o

cJun

,

Jund

,

cFos

e

Stat3

(Módulo de junho), foi associada a uma resposta inflamatória. Todos os módulos foram encontrados para ser significativamente enriquecidos nos genes regulados positivamente, controlar a expressão da maior parte das assinaturas do gene do cancro do colo do útero (701 de 763 genes), enquanto que a associação em pares foi mais frequente de 2,5 a 10 vezes na população regulada positivamente, conduzindo à conclusão de que módulos de interagir e cooperar para a activação de genes assinatura do cancro do colo do útero.

Apesar de a sinergia ea cooperação dos reguladores de transcrição em cada módulo, em seguida, investigou o papel de cada fator e os classificou com base no percentual de genes que regulam em cada uma das funções biológicas afetadas em todos os cânceres ginecológicos e módulos de células-tronco embrionárias. O módulo de E2F /NFY foi classificada como a primeira e principal módulo de regulação processo do ciclo celular, enquanto os módulos AP2 e Jun, foram classificados como os principais módulos em apoptose (Fig 4F). A partir dos módulos caracterizados em células ES [31], módulo de Myc mostrou correlação com tanto E2F /NFY e MAX /CEBP (

p Art 0,05,

χ

2-teste) , sugerindo uma possível sinergia entre os reguladores de transcrição individuais que formam esses módulos sobre a regulação da expressão dos genes de assinatura do cancro do colo do útero. 0,01.