Abstract

Fundo

Genome-wide perfil de expressão gênica utilizando tecnologias de sequenciamento profundas podem conduzir à descoberta de biomarcadores de câncer e alvos terapêuticos. Tais esforços são muitas vezes limitados a perfilar a assinatura de qualquer mRNA ou microRNA (miRNA) expressão em um único tipo de câncer.

Metodologia

Aqui nós fornecemos uma análise integrada do mRNA do genoma e perfis de expressão de miRNA de três tipos de câncer genito-urinário diferentes: carcinomas da bexiga, rins e testículos

principais conclusões

Nossos resultados destacam as funções específicas do cancro geral ou de vários genes e miRNAs que podem. servir como oncogenes candidatos ou supressores do desenvolvimento do tumor. Outras análises comparativas ao nível sistemas revelou que as aberrações significativos do processo de adesão celular, a sinalização de p53, a sinalização de cálcio, as vias de ECM-receptor e do ciclo celular, os processos de reparação do ADN e replicação e os processos de resposta imunes e inflamatórias foram as características comuns de cancros humanos. conjuntos de genes que mostram padrões de desregulamentação específicas do cancro testicular foram implicados principalmente em processos relacionados com a função reprodutiva masculina, e perturbações gerais de múltiplas vias metabólicas e processos relacionados à migração celular foram os eventos moleculares característicos para o câncer renal e da bexiga, respectivamente. Além disso, nós também demonstrado que os tumores com as mesmas origens histológicos e genes com funções semelhantes tendem a agrupar-se em uma análise de agrupamento. Ao avaliar a correlação entre a expressão de cada miRNA e seus alvos, determinou-se que a desregulamentação dos miRNAs “chave” pode resultar na aberração mundial de um ou mais caminhos ou processos como um todo.

Conclusões

Esta análise sistemática decifrado os fenótipos moleculares de três tipos de câncer genito-urinário e investigadas as suas variações no nível de miRNA simultaneamente. Os nossos resultados forneceram uma fonte valiosa para futuros estudos e destacou alguns genes promissores, os miRNAs, caminhos e processos que podem ser úteis para aplicações de diagnóstico ou terapêuticos

Citation:. Li X, Chen J, Hu X, Huang Y, Li Z, Zhou L, et ai. (2011) mRNA Comparada e microRNA Expression Profiling de Três Genitourinary Cancers revela Hallmarks comuns e eventos moleculares Cancer-específicas. PLoS ONE 6 (7): e22570. doi: 10.1371 /journal.pone.0022570

editor: Xin-yuan Guan, The University of Hong Kong, China

Recebido: 07 de abril de 2011; Aceito: 24 Junho 2011; Publicação: 25 de julho de 2011

Direitos de autor: © 2011 Li 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

Financiamento:. Este trabalho foi apoiado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia da China, 863 programa (2006AA02A301; 2006AA02A302; 2009AA022707); o Programa Nacional Key Científica da China (No. 2011CB944303 para Y.T.-G.); a National Science Foundation Natural da China (30900817); O projeto de reforma de Shenzhen e Hong Kong (ZYB200907080110A); o Programa de Promoção de Shenzhen Laboratory Key, Shenzhen, China (CXB200903090055A e CXB201005250016A para Z.M.-C.); eo Biobank de doenças complexas em Shenzhen (CXC201005260001A). Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito

CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

neoplasias geniturinário representar um grande fardo em saúde humana, com carcinoma da próstata classificada como os tumores do trato geniturinário mais predominantes seguidas de bexiga e carcinoma renal na América [1], outros tipos de tumores genito-urinário são relativamente raras. No entanto, bexiga, rim, próstata e carcinoma testicular são os quatro principais tumores do trato geniturinário na China [2]. O câncer de bexiga é um dos cancros mais caros devido à necessidade de vigilância ao longo da vida que envolve imagem superior do trato, citologia urinária e cistoscopia desde o diagnóstico até a morte do paciente [3]. carcinoma de células renais (RCC) é responsável por cerca de 2% de todos os cânceres, com um aumento anual mundial de 1,5-5,9% [4], [5]. cancro testicular, por outro lado, representa entre 1% e 1,5% das neoplasias do sexo masculino e 5% dos tumores urológicos, em geral, e é o diagnóstico de cancro mais comum nos homens entre as idades de 15 a 35 [6], [7 ]. Além disso, estudos epidemiológicos indicam que existe uma clara tendência para um aumento da incidência de câncer testicular na maioria dos países industrializados da América do Norte, Europa e Oceania, nas últimas décadas, embora sejam observadas diferenças substanciais nas taxas de incidência entre países vizinhos [8].

Apesar dos esforços intensivos por muitos pesquisadores ao longo dos últimos anos, os mecanismos exatos envolvidos na iniciação e progressão destes cancros genito-urinário permanecem em grande parte obscura. carcinoma de células transicionais (TCC) da bexiga é o mais comum (~ 90%) tipo histológico de câncer de bexiga. Muitos fatores, incluindo anomalias cromossômicas, polimorfismos genéticos e alterações genéticas e epigenéticas, são pensados ​​para contribuir para a tumorigênese ou progressão de TCC [9]. Da mesma forma, vários factores ambientais e genéticos são também propostos para ser associada com o desenvolvimento de carcinoma de células renais claras (ccRCC), que é o subtipo mais comum (~ 70%) do carcinoma das células renais [10]. No caso de tumores de células germinativas testiculares (TGCT), o predominante (90-95%) subtipo do cancro testicular, análise de expressão do genoma anterior ou estudos específicos investigados a alfa-fetoproteína (AFP) no nível de ARNm de seminomas atípicos mostraram que seminomas e carcinomas embrionárias podem se desenvolver através de mecanismos moleculares comuns [11].

o nosso trabalho anterior sobre ccRCC demonstrou que profiling simultaneamente os padrões de mRNAs e miRNAs expressão no mesmo painel de pacientes com câncer usando uma plataforma de sequenciamento paralelo em massa (Illumina GA II) é uma forma altamente integrada e reprodutível de dissecar a base molecular do câncer humano [12]. Aqui podemos gerou os perfis de expressão todo o genoma dos genes codificadores de proteínas no TCC e TGCT e caracterizados os padrões de miRNAs expressão em TGCT. Combinado com os resultados de nossos estudos anteriores sobre ccRCC [12] e TCC [13], a comparação sistemática dos três tipos de câncer genito-urinário diferentes em ambos os níveis de mRNA e miRNA em um total de 27 pares de tecidos tumorais normais pareados por pacientes identificados vários genes e miRNAs que foram uniformemente desregulados em todos os três tipos de câncer genito-urinário ou unicamente desregulados em um único tipo de câncer. Além disso, o sistema de nível ou análise baseada em via também destacou o papel de alterações comuns em várias vias de câncer e eventos moleculares específicos do câncer no desenvolvimento do tumor.

Resultados

Um instantâneo de mRNA e miRNA profiling resultados gerados em TGCT, TCC e ccRCC

Um grande número de transcrições apresentaram padrões consistentes de expressão entre os pacientes (sete TGCTs, dez TCCs e dez ccRCCs) com o mesmo câncer genito-urinário. Em comparação com o controlo normal combinados, um total de 3181, 4321 e 4596 foram significativamente ARNms diferencialmente expressos (valor absoluto do log

2 rácio ≥1, FDR≤0.01) em TGCT, CTP e ccRCC, respectivamente. O número de miRNAs significativamente desregulados nesses três tipos de câncer foram 254, 226 e 118, respectivamente (valor absoluto de log

2 rácio ≥1,

P

≤0.01). Os métodos estatísticos para a determinação dos genes diferencialmente expressos e são miARNs descrito anteriormente [12], e listas de mRNAs completos e miARNs desregulados podem ser encontrados na Tabela S1 e S2, respectivamente. Conforme relatado em nossos estudos anteriores [12], [13], os resultados da nossa análise de expressão de todo o genoma correlacionados bem com resultados de validação qPCR independentes, o que é indicativo da boa confiabilidade da nossa abordagem sequenciamento e gasoduto analítica.

Como se mostra na Figura 1, havia 103 e 185 genes que foram detectados para ser regulada para cima ou para baixo-regulado de forma consistente em todos os três tipos de cancro, respectivamente, e apenas nove e oito miARNs exibida para cima e para baixo consistente-regulação padrões, respectivamente. Os números de genes e miRNAs que foram desregulados (para cima ou para baixo) só em TGCT foram 1.819 (527 up-regulada e 1.292 regulada para baixo) e 150, respectivamente. Observou-se também 2.697 genes e 124 miRNAs exibem mudanças de expressão significativa apenas em TCC e 3.182 genes e 69 miRNAs foram desregulados somente em ccRCC. Os restantes números na Figura 1 representam genes e miARNs que foram uniformemente desregulados em dois dos três cancros genito-urinário.

diagramas de Venn ilustram a relação de sobreposição da série de genes regulados positivamente (A), genes regulados negativamente (B), até regulamentados miRNAs (C) e sub-regulada miRNAs (D) entre estes cancros.

enriquecimento Caminho de genes significativamente desregulados nos três cancros

Todos os genes que foram desregulados em cada um dos três tipos de cancro foram usados ​​como entradas para o recurso bioinformática DAVID separadamente para identificar as vias significativamente desregulados [14]. As listas resultantes das vias de KEGG significativamente enriquecido (

P

≤0.05) em genes desregulados em TGCT, TCC e ccRCC estão listadas na Tabela S3. Tal como ilustrado na Figura 2, as moléculas de adesão celular (CAMs) via foi afectado em todos os três tipos de cancro. Outras vias alterados nos dois cancros incluídos sinalização de p53 e das vias de ECM-receptor e do ciclo celular, as quais foram interrompidas em TCC e ccRCC, e a via de sinalização de cálcio, o que foi interrompida em TCC e TGCT. A via interacção receptor de citocina-citocina foi afetada tanto TGCT e ccRCC. Notavelmente, a via de sinalização da quimiocina também foi significativamente enriquecida em genes desregulados no TCC, o que indica que a perturbação da função normal de citocinas pode ser um evento molecular comum no desenvolvimento de tumores [15]. Outras vias que foram afectados apenas num único tipo de cancro (por exemplo, sinalização MAPK em TCC e a glicólise em ccRCC) também está ilustrada na Figura 2. É interessante, como observado em estudos anteriores, global a sub-regulação de várias vias metabólicas poderia ser um fenótipo característico de ccRCC, pelo menos em comparação com os outros dois tipos de câncer perfilados.

Acesso KEGG significativamente enriquecido (

P

≤0.05) com genes diferencialmente expressos são ilustrados, e as vias de doenças humanas são removidos manualmente. Pathways que foram significativamente enriquecidos em todas as três cancros são representadas em vermelho, os enriquecido em dois tipos de câncer estão em amarelo, e aqueles enriquecido em apenas um câncer estão em verde.

Gene Ontology (GO) enriquecimento a análise de genes diferencialmente expressos nos três cancros

conjuntos de genes que mostram os mesmos padrões de expressão desreguladas em vários cancros ou genes, mostrando desregulação expressão específica do cancro são pensados ​​para ser funcionalmente importante para os processos tumorigénicas [16]. Assim, foram examinados todos os genes que exibiram os mesmos padrões de desregulamentação em dois ou três tipos de câncer genito-urinárias e todos os genes que foram apenas desregulados em apenas um câncer contra o banco de dados GO para identificar os termos de processos biológicos significativamente desregulados GO (ajustado

P

≤0.05). Os resultados detalhados da análise GO enriquecimento estão listados na Tabela S4. Para os 288 genes que apresentaram os mesmos padrões de desregulamentação em todos os três tipos de câncer, na maioria das extremamente enriquecido GO termos biológicos foram relacionados com o processo do ciclo celular (ajustado

P

≤5.0 × 10

-05) . Outros processos biológicos importantes que foram significativamente enriquecidos em genes desregulados em quaisquer dois dos três tipos de cancro incluíram o processo de desenvolvimento, a adesão de células e o processo de diferenciação celular, que foram afectados em TGCT e CTP; o processo de resposta imunológica e inflamatória, que foi afetado em TGCT e ccRCC; e os processos de replicação e reparação do ADN, que foi feita em TCC e ccRCC. Surpreendentemente, também observamos que os conjuntos de genes que mostram padrões de desregulamentação específicas-TGCT foram implicados principalmente em processos relacionados com a função reprodutiva masculina, como a espermatogênese, fecundação e desenvolvimento spermatid [17]. Os genes unicamente desregulados na TCC foram enriquecidas em processos biológicos associados com a capacidade de invasão e metástase tumoral, tais como a adesão processo de desenvolvimento, célula (-matrix), diferenciação celular, movimento celular e organização de junção de células [18]. Muitos genes que foram desregulados somente em ccRCC foram implicados em processos associados à resposta imune e transporte transmembranar de moléculas relativamente pequenas.

Gene Expression correlaciona-se com tipos de tumores

A seguir, estudaram as diferenças no gene perfis de expressão que podem ser utilizados para distinguir entre, ou dar percepções biológicos para as disparidades moleculares dos tumores com origem histológicas distintas. Dos 596 genes que foram desregulados em todos os três tipos de câncer (Tabela S5), 64 foram diferencialmente expressos (valor absoluto de log

2 rácio ≥1, FDR ≤0.01) em pelo menos 75% dos 27 pacientes. Como mostrado na Figura 3, o agrupamento hierárquica sem supervisão das amostras de tumor com base nos níveis de expressão relativa destas 64 genes revelou que os tumores com a mesma origem histológica geralmente tendem a agrupar-se (excepto TGCT T17 e T18) e que estes genes podem ser divididos em cinco grupos principais que apresentam diferentes padrões de expressão entre os tumores. Genes em conjunto e um grupo 2 eram predominantemente regulada para cima e para baixo-regulado na maioria dos tumores sequenciados, respectivamente. Em contraste, os genes agrupados em conjunto 3 foram regulados positivamente em ccRCC mas abaixo-expresso em TCC e TGCT.

A matriz valor da expressão diferencial de 64 genes com valor absoluto de log

2 rácio ≥1 e FDR≤0.01 em pelo menos 75% dos 27 pacientes foi usado para realizar agrupamento hierárquico não supervisionado. Os tipos diferentes de tumor (rotulados de topo; B, CTP; T, TGCT; K, ccRCC) foram agrupados pelo aumento da regulação (vermelho) e infra-regulação (verde) padrões de genes correspondentes (listadas verticalmente pelo seu símbolo oficial do gene ).

padrões de expressão desregulamentado de miRNAs nos três tipos de câncer genito-urinário

neste estudo comparativo, observamos que mais de metade (17/31) dos miRNAs que foram expressos de maneira aberrante no todos os três tipos de câncer exibiram padrões de expressão consistentes (Figura 1C e 1D). Muitos destes miARNs (tais como o miR-142-3p, miR-155, miR-21 e miR-210) que foram conhecido funcionar como oncogenes ” em estudos anteriores foram observados a ser uniformemente regulada para cima, enquanto a outra potencial ‘ supressores de tumor “, como deixar-7c e miR-214 foram regulados negativamente em nosso estudo (revisado por Ramiro Garzon et al. [19] e Aurora esquela-Kerscher et al. [20]). Uma grande proporção dos miRNAs desregulados também mostraram padrões de expressão específicos de câncer (Figura 1C e 1D). Consistente com outros estudos sobre TGCT [21], [22], o miR-372 e miR-373 têm sido sugeridos para agir como oncogenes, e verificou-se ser regulada para cima unicamente em TGCT, bem como a forma de estrela de miR-373 * em nosso estudo, confirmando ainda mais seus papéis especiais em desenvolvimento TGCT. miARNs unicamente desregulados nos outros dois cancros incluídos miR-143 e miR-195, que foram regulados negativamente em CTP. miR-122, um supressor tumoral previamente reconhecido que tinha sido mostrado para ser específico para câncer de fígado [23], foi regulado para cima em ccRCC.

Como mostrado na Tabela 1, também notamos que um número significativo de famílias de miRNA foram desregulados em dois ou três tipos de cânceres. Vários membros da família de miR-8, cujas associações com cancros humanos tinha sido relatada várias vezes [24], [25], exibiram padrões de expressão variadas em três destes cancros. Foram também observadas outras famílias de miARN (tais como o miR-199, miR-17 e miR-506 famílias) que não receberam anotação anterior em estudos de cancro a ser desregulada seja consistente ou inconsistente em dois ou três tipos de tumor neste estudo (Tabela 1). Curiosamente, foram identificadas três famílias ou grupos que apresentaram específicos de TGCT-regulada padrões de expressão (Tabela S2) peculiares miRNA. 42 membros da família miR-515 (miR-515-527) e oito membros do cluster miR-302-367 (miR-302a, miR-302a *, miR-302b, miR-302b * miR-302c, miR- 302d, 302d miR-* e miR-367) foram apenas up-regulamentada em TGCT e não nos outros dois cânceres e três membros do cluster miR-105-767 (miR-105, miR-105 * e miR-767 -5p) foram classificados como os dez melhores miRNAs up-regulamentados no TGCT.

correlação de Pearson entre os níveis de expressão de miRNAs diferencialmente expressos e seus genes-alvo potenciais

em seguida, investigou a relevância biológica dos miARNs significativamente desregulados por avaliar a correlação entre os níveis de expressão de miARN cada e todos os seus genes-alvo preditos. correlações significativas (

P

≤0.05) foram encontradas entre 77, 196 e 444 pares de miRNA-RNAm em TGCT, TCC e ccRCC, respectivamente (Tabela S6). Os processos biológicos GO que foram enriquecidos com estes genes alvo significativamente correlacionados foram determinadas usando DAVID, e as categorias GO enriquecido estão listadas na Tabela S7 para TGCT, TCC e ccRCC, respectivamente. núcleo de múltiplos processos de regulação ou de vias de sinalização que são susceptíveis de ser de relevância funcional para o desenvolvimento do tumor, incluindo o processo de desenvolvimento, a cascata de JAK-STAT, diferenciação celular, movimento celular e outros processos associados com a morte celular ou a regulação da apoptose, foram todos previstos a estar sob a influência potencial dos miRNAs desregulados.

ao exame cuidadoso dos miRNAs individuais que negativamente correlacionada com os níveis de seus genes-alvo de expressão, descobrimos que miR-367 (que pertence ao cluster de miR-302-367 mencionado acima) foi regulada unicamente no TGCT e seu alvo previsto

CDKN1C

, um gene impresso, que é caracterizada pela perda frequente de imprinting no esôfago e de mama, também foi regulada para baixo em TGCT (

r

= -0,59,

P

= 0,024) [26], [27]. Outra miARN, miR-195, foi regulada para baixo e o seu alvo

MAP7

, que é predominantemente expressa em células de origem epitelial e é capaz de estabilizar microtúbulos, foi observada a ser regulada para cima em CTP (

r

= -0,48,

P

= 0,031) [28].

Como esperado, os níveis de alguns miRNAs expressão foram significativamente correlacionados com vários genes alvo. 43 previu genes alvo no âmbito do regulamento do up-regulada miR-19a /b foram todos para baixo-regulado no TCC, e 11 deles foram previstos para ser regulada por tanto miR-19a e miR-19b (Tabela S6). Além disso, três miRNAs miR-20b, miR-363 e miR-30c que foram todos exclusivamente regulada em ccRCC também mostrou correlação significativa com os níveis de 23, 25 e 37 de seus genes-alvo previstos expressão, respectivamente (Tabela S6) . Notavelmente, os genes alvo correlatas de miR-20b foram implicados principalmente na regulação de processos metabólicos (ajustado

P

= 0,037) e três dos alvos (

JAK1

,

CCND2

e

SPRED1

) participam na regulação da via de sinalização JAK-STAT. No entanto, nenhum processo biológico enriquecido foi encontrado nos conjuntos de genes alvo correlacionados de miR-30c e miR-363.

Discussão

O presente estudo proporciona uma visão integrada dos três tipos de câncer genito-urinário com base na sua perfis de expressão de todo o genoma, tanto ARNm e miARN. Todos os pares de amostras tumorais normal correspondentes em 27 pacientes com câncer estavam preparados e sequenciado utilizando os mesmos protocolos na mesma plataforma, e os dados de sequenciamento em bruto resultantes também foram submetidos a análises preliminares semelhantes [12]. Assim, assumimos que as variações técnicas devido à inter-laboratório ou diferenças inter-plataforma deve ser mínima ou insignificante neste estudo. Nossos resultados revelaram que a análise comparativa dos diferentes tipos de câncer poderiam fornecer insights adicionais em profundidade sobre os mecanismos moleculares ao nível do sistema de tumorigênese que são de outra maneira relativamente difícil de ser decifrado concentrando-se em apenas um único tipo de câncer. Além disso, obteve-se os perfis de miARNs e genes codificadores de proteínas de expressão em todos os 27 pacientes. análise integrativa de perfis de expressão de mRNA e miRNA facilitou a identificação de processos ou vias biológicas desregulados que podem estar sob a regulação de miRNAs, que por sua vez poderia servir como alvos terapêuticos ideais [29].

Research longo das últimas décadas tem sugeriu que a transformação de células normais em cancros malignos podem ser regidos por várias regras comuns [30]. A nossa análise comparativa das três diferentes cancros genito-urinário também revelou as alterações fisiológicas comuns que ocorrem em células tumorais. desregulação significativa dos processos de desenvolvimento e diferenciação, bem como as vias de controlo do ciclo celular em dois ou mais cancros indicaram que as células tumorais indiferenciadas eram insensíveis aos sinais inibidores (anti-crescimento) que normalmente bloqueiam a entrada em um estado do ciclo celular activo. A desregulação das vias de sinalização de p53 pode facilitar tanto a angiogénese e resistência à apoptose [31]. A aberração dos receptores da via e ECM CAMs permite que as células cancerosas para escapar de suas massas tumorais primárias, invadir tecidos adjacentes e colonizar outros lugares [32], [33]. Além disso, como demonstrado no nosso estudo, a desregulação frequente das vias relacionadas com citocinas, bem como os processos de resposta imunes e inflamatórias é uma outra característica comum de cancro humano [34]. Para muitos tumores sólidos, citocinas, em conjunto com as CAMs, desempenham papéis importantes na indução de respostas imunitárias anti-tumor e de rejeição de tumor no microambiente tumoral, onde as células imunes e malignas interagem [35]. Além disso, recentes dados emergentes sugerem que a inflamação relacionada ao câncer contribui para a proliferação e sobrevivência das células tumorais e vinculado esta inflamação da resposta terapêutica e prognóstico de pacientes com câncer [36].

comparações sistemáticas de três tipos de câncer genito-urinário também demonstraram que um grande número de genes foram desregulados enriquecido em caminhos ou processos específicos que caracterizam os comportamentos biológicos distintos de cada cancro. Gene define exclusivamente desregulada em TGCT estão implicados principalmente em processos relacionados com a reprodução do sexo masculino, tais como a espermatogénese, espermátide desenvolvimento e a fertilização, o que indica que a função testicular normal, tinha sido perdido durante a conversão de células somáticas normais em células tumorais. Enquanto isso, down-regulação global de múltiplas vias metabólicas e desregulamentação significativa de processos biológicos relacionados com a coagulação do sangue, lipídios e transporte de iões só foram observados em ccRCC. Como relatado anteriormente, distúrbio de coagulação intravascular pode resultar em lesões renais [37]. O perfil de expressão única de TCC foi caracterizado pela desregulamentação significativa de processos ligados à invasão tumoral e metástase. De acordo com seus fenótipos moleculares, TCC também se comporta de forma única em termos de suas características clínicas e prognóstico. Estima-se que aproximadamente 70% dos pacientes apresentam tumores superficiais de CTP-não-invasivos musculares que não são com risco de vida, mas tendem a reaparecer; os demais casos que apresentam tumores músculo-invasivo são geralmente em um alto risco de morte associado a metástases à distância [38].

Classificação de câncer com base nos padrões de expressão de marcadores moleculares chave que podem ser utilizados para diagnóstico de câncer, prognóstico e previsão tinha sido amplamente descrito e aplicado em estudos anteriores [39]. Neste estudo, o agrupamento de genes hierárquica desreguladas na maioria (mais de 75%) dos pacientes com perfil pode geralmente classificam os tumores em grupos com as mesmas manifestações histopatológicos (Figura 3). Genes em cluster 1 são dominados por oncogenes que são up-regulada na maioria dos tumores, tais como

CCND1

,

PERP

e

RRM2

[40], [41], [42]. Além disso,

TCF19

codifica um factor de transcrição que é assumido para desempenhar um papel central na regulação da expressão de genes alvo. O produto do gene de

CCNB1

(ciclina B1) e cdc2 formar o complexo de promoção da maturação, que é importante para a estimulação da mitose [43]. O produto de

CENPF

pode desempenhar um papel na segregação cromossoma durante a mitose [44] e pode ser usado como um marcador de progressão valioso carcinoma nasofaríngeo [45]. Em contraste, os genes que pertencem ao Cluster 2 perderam significativamente a sua expressão na maioria dos neoplasmas genitourinários perfiladas. Muitos genes agrupados em cluster 2 são reconhecidos como supressores de tumor candidato em estudos anteriores. silenciamento associada a metilação do

FAM107A

foi identificado nos três tumores do trato geniturinário [46]. O produto de proteína de

DCN

(decorina) é capaz de suprimir o crescimento de várias células de tumor [47], [48], [49].

TCF21

foi aberrante metilado e silenciada na cabeça e carcinoma de células escamosas pescoço e câncer de pulmão de não-pequenas células [50];

C2orf40

foi hipermetilado e silenciado transcricional no carcinoma colorrectal e glioma, e a sua sobre-expressão conduziu a uma redução significativa no crescimento de células [51]. No geral, embora a maioria dos genes mencionados acima foram bem conhecido para outros tipos de câncer, suas anormalidades em tumores genito-urinário raramente foram relatados antes. Nossas descobertas em destaque os seus efeitos gerais na TCC, TGCT e ccRCC. Além disso, como genes com padrões semelhantes de expressão ou funções que tendem a agrupar, outros genes (por exemplo,

TCF19

) no cluster 1 e 2 podem também ser responsáveis ​​por funções importantes nestes três tipos de câncer e, portanto, são dignos de mais atenção em estudos futuros.

Além disso, nós também identificou um subconjunto de genes (grupo 3) que foram regulados positivamente em ccRCC mas regulada no TCC e TGCT. A expressão de

cnn1

é um marcador de diferenciação fase tardia de células musculares lisas, e uma diminuição na

cnn1

é associado com vasos tumorais renais subdesenvolvidos que não têm integridade [52], [53]. Três genes (

AMOTL1

,

CAV1

e

COL15A1

) nesta classe foram funcionalmente associado ao processo de angiogênese.

AMOTL1

controla a migração celular e adesão célula-célula in vivo durante a angiogénese [54].

CAV1

aumenta a formação de capilares endoteliais [55] e o silenciamento de sua expressão por oligodesoxinucleótidos anti-sentido prejudica o processo de angiogênese

in vitro

e

in vivo

[56]. Além disso, a sobre-expressão de

CAV1

em ccRCC tinha sido previamente documentada e pensa-se ser importante para a progressão da ccRCC [57], [58]. sistemas vasculares em diferentes tumores são excepcionalmente variável em seus tamanhos, formas e padrões de ramificação e, geralmente, não estão organizados na hierarquia convencional da arteríolas, capilares e vênulas [59]. carcinoma de células renais é um tumor vascular rico em, e previu a possibilidade de que quanto maior for a massa de tumor é, o sistema vascular do tumor mais complexo necessidades de nutrição. Assim, adaptável a sobre-expressão de genes relacionados com a angiogénese deve ser essencial para a proliferação de células tumorais dentro do enorme massa de ccRCC.

miARNs são uma importante classe de pequenos RNAs não-codificantes que são capazes de regular a padrões de expressão temporal e específicos de tecidos de codificação da proteína genes ao nível pós-transcricional, bloquear a tradução e /ou levando a degradação de ARNm [60]. miARNs desempenham papéis activos na tumorigénese através da regulação da expressão dos genes alvo, resultando em um desvio de vários processos biológicos essenciais ou vias [20], [61]. A nossa análise identificou um número de miARNs associados a cancro, tais como anotados miR-142-3p, miR-155, miR-21, o miR-210, deixe-7c e miR-214 exibindo desregulação consistente no TCC, TGCT e ccRCC, que pode sugerem seus efeitos gerais sobre o desenvolvimento do câncer humano. Algumas famílias miRNA ou clusters como um todo, também foram desregulados significativamente em nosso estudo (Tabela 1). Os padrões de co-expressão observados para estas famílias de miARN ou aglomerados eram esperados, como outros estudos tinham proposto que a maioria dos miARNs conhecidos são agrupados em tandem e transcritos como transcritos primários policistrónicos [62], [63]. miR-8 (também conhecido como “miR-200”) da família apresentaram padrões diferentes em TCC, TGCT e ccRCC em nosso estudo. A sub-regulação de miR 8-família foram identificadas em vários cancros como o da mama, do ovário e tumores neuroendócrinos pancreáticos, e inibição de miR-8 família induz o epitelial-a-mesenquimal transição (EMT), a qual é vista como um passo inicial essencial na metástase do tumor [24], [25], [64]. Curiosamente, a sobre-expressão de miR-8 família tem sido também mostrado melhorar a colonização do rato de células de cancro da mama para formar metástases distantes [65]. Em suma, miR-8 família podem desempenhar papéis diferentes em diferentes cancros humanos, e nossos dados também sugeriram seus diversos papéis nos cânceres do trato geniturinário.

análise de correlação Integrative dos níveis de expressão de miRNAs e seus genes-alvo previstos em os três cancros destaque ainda mais os efeitos de certas miARNs sobre o desenvolvimento do tumor. Do grande número de alvos cujos níveis de expressão correlacionados negativamente com o miR-19a e /ou 19b em miR-CTP (Tabela S6), muitos genes foram bem conhecida por estar associada com o cancro com base em estudos funcionais anteriores. Por exemplo, o produto do gene alvo

ARRDC3

pode ligar e degradar a proteína ITGβ4, o que afeta a proliferação, migração e invasão das células cancerosas da mama

in vitro

[66]. A expressão de outro alvo,

CBX7

, diminui com o grau de malignidade e o estágio neoplasia em câncer de tiróide [67] e está associada com um fenótipo mais agressivo em câncer pancreático [68]. Assim, acreditamos que a regulação negativa de miR-19a e miR-19b também pode promover o processo tumorigénico do TCC. Outra miRNA digno de nota é miR-20b em ccRCC, que visava 3 genes (

JAK1

,

CCND2

e

SPRED1

) que participam na sinalização JAK-STAT. A sub-regulação de miR-20b podem, por conseguinte, levar à activação da via de JAK-STAT, que tem sido documentada em muitos estudos do cancro [69], [70], [71], [72]. Surpreendentemente, os objectivos regulada de deslocamento de miR-20b têm sido implicados principalmente em muitos processos metabólicos (ajustado

P

= 0,037), o que pode, em parte, são responsáveis ​​pelo fenótipo característico de ccRCC (desregulação global de vários vias metabólicas em ccRCC como mostrado na Figura 2).