Sumário

Usando dados de expressão de genes para melhorar nosso conhecimento sobre redes de controle relevantes para a biologia e terapia do cancro é uma tarefa desafiadora, mas urgente. Com base na premissa de que os genes que são expressos juntamente em uma variedade de tipos de células são susceptíveis de funções em conjunto, que derivada de genes correlacionados mutuamente que funcionam em conjunto de vários processos em células tumorais epiteliais semelhante. genes correlacionados-expressão foram derivados a partir dos dados para as linhas celulares de tumor humano NCI-60, bem como os dados a partir de linhas celulares LECC do instituto largo. linhas celulares NCI-60 que expressa selectivamente um subconjunto mutuamente correlacionados de genes de junção apertados serviram como uma assinatura para células cancerosas epiteliais semelhante. Essas linhas de células de assinatura serviu como uma semente para derivar outros genes correlacionados, muitos dos quais tinham várias outras funções relacionadas com epiteliais. revisão da literatura rendeu interação e função de informação molecular sobre esses genes, dos quais mapas de interação molecular foram montados. Muitos dos genes tinham funções epiteliais não relacionados com junções apertadas, o que demonstra que as novas categorias funcionais foram induzidos. Os genes mais altamente correlacionadas foram implicados nas seguintes funções epiteliais: interações em junções apertadas (CLDN7, CLDN4, CLDN3, MARVELD3, MARVELD2, TJP3, CGN, CRB3, LLGL2, EpCAM, LNX1); interações em junções aderentes (CDH1, ADAP1, CAMSAP3); interações em desmosomes (PPL, PKP3, JUP); regulação da transcrição de complexos de junção célula-célula (GRHL1 e 2); reguladores de splicing de ARN (ESRP1 epitelial e 2); tráfego vesícula epitelial (RAB25, EPN3, GRHL2, EHF, ADAP1, MYO5B); epitelial Ca (2) sinalização (ATP2C2, S100A14, BSPRY); a diferenciação terminal de células epiteliais (OVOL1 e 2, ST14, PRSS8, SPINT1 e 2); manutenção de polaridade APICO-basal (RAB25, LLGL2, EPN3). Os resultados fornecem uma base para futuros estudos para elucidar as funções de redes de regulação específica para as células cancerosas epiteliais-como e para investigar alvos de drogas anti-câncer

Citation:. Kohn KW, Zeeberg BM, Reinhold WC, Pommier Y (2014) Gene Expression Correlações em linhas celulares de cancro humano Definir redes de interação molecular para epitelial fenótipo. PLoS ONE 9 (6): e99269. doi: 10.1371 /journal.pone.0099269

Autor: Lucia R. Languino, Thomas Jefferson University, Estados Unidos da América

Recebido: 13 Março, 2014; Aceito: 01 de maio de 2014; Publicação: 18 de junho de 2014

Este é um artigo de acesso aberto, livre de todos os direitos autorais e pode ser livremente reproduzido, distribuído, transmitido, modificado, construído em cima, ou de outra maneira usado por qualquer pessoa para qualquer finalidade lícita. O trabalho é feito disponível sob a dedicação de domínio público da Creative Commons CC0

Data Availability:. Os autores confirmam que todos os dados subjacentes às conclusões estão totalmente disponíveis sem restrições. Os dados de expressão pode ser acessado da seguinte forma: Affymetrix Human Genome U95 Set (HG-U95) número de acesso GEO: GSE5949, Affymetrix Human Genome U133 (HG-U133) número de acesso GEO: GSE5720, Affymetrix Human Genome U133 mais 2,0 Arrays (HG U133 Além disso, o número de acesso 2.0) GEO: GSE32474, Agilent Whole Human Genome Microarray (WHG) número de acesso GEO: GSE29288, Affymetrix GeneChip Exon Human 1,0 matriz ST (GH Exon 1.0 ST) número de acesso GEO: GSE29682. Os dados também está disponível em CellMiner na guia “Baixar conjuntos de dados” em:. https://discover.nci.nih.gov/cellminer/loadDownload.do

Financiamento: Financiado pelo orçamento do Laboratório of Molecular Pharmacology atribuídos a partir do National Cancer Institute. 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

o progresso na biologia e terapia do câncer depende em grande parte da compreensão das interacções moleculares que governam redes reguladoras chave. A grande quantidade de dados sobre a expressão gênica em células cancerosas deve contribuir para alcançar esse objetivo, mas utilizando de forma eficaz que a informação continua sendo um desafio. A maioria dos tumores sólidos malignos derivam de tecidos epiteliais e reter características epiteliais a um grau variável que se correlaciona inversamente com a virulência maligno. Nosso objetivo foi utilizar os dados de expressão de genes de linhas celulares derivadas de vários tumores humanos para elucidar as redes de interação molecular controlar as funções chave para epitelial tipos de células, levando eventualmente a uma compreensão mais profunda dos fatores que governam as transições para personagem mesenquimais, uma mudança que é pensado para ser Central de aquisição da capacidade de células de cancro para invadir tecido e formar metástases distantes. O trabalho atual concentra-se em genes que são expressos selectivamente em células epiteliais, enquanto uma posterior comunicação incidirá sobre as transições entre epiteliais e estados de células mesenquimais.

Os epitélios são indiscutivelmente o melhor definido, bem como a embrionariamente mais antigo fenótipo multicelular. Uma característica essencial é proeminente para epitélios junções apertadas, que ajudam a manter as células adjacentes em conjunto e regular o transporte de moléculas através do espaço entre as células adjacentes paracelular [1]. A expressão de um subconjunto de genes que estão associadas a zonas de oclus pode, portanto, servir como um indicador de carácter epitelial. Isto seria de acordo com o princípio geral de que os genes que são expressos juntamente em uma variedade de circunstâncias ou tipos de células são susceptíveis de funcionar em conjunto.

Os níveis de expressão relativa de mais de 23.000 genes em 60 humana do National Cancer Institute As linhas celulares tumorais (NCI-60) foram montados numa base de dados livremente e facilmente acessível [2]. Em um estudo anterior, mostramos que um conjunto de genes mutuamente correlacionados-expressão sobre as linhas de células NCI-60 poderiam ser montadas em redes que controlam a migração de células [3].

Agora mostramos que um subconjunto do linhas celulares NCI-60 que são selectivos na expressão de certos genes associados a junção apertados servir como uma assinatura para o carácter epitelial de células de tumor, e que os genes positivamente correlacionada com a assinatura que podem ser montadas em redes envolvidas no controle de funções epiteliais. Mostra-se que os padrões de expressão em linhas celulares de cancro humano NCI-60 correlaciona-se bem com a expressão nas células /linhas gerais LECC.

Embora a expressão de genes ao nível do ARNm não é o único factor determinante da expressão da proteína correspondente ( para a qual ainda não dispomos de dados suficientes), as correlações de função são impressionantes.

O presente trabalho combina correlações de expressão gênica com informação de interação molecular diretamente da literatura científica atual para montar redes de interação molecular células epiteliais-como específicas . Além da análise de bioinformática, uma parte integrante do presente estudo inclui uma análise abrangente de interações moleculares de genes (e produtos de genes) com funções relacionadas com epiteliais em linhas celulares de cancro humano.

Métodos

perfis de expressão gênica e correlações para NCI-60 linhas celulares tumorais humanas foram obtidas usando o “nível de transcrição do gene pontuação z” ferramenta baseada na web fornecido pelo CellMiner (https://discover.nci.nih.gov/cellminer/). Esta ferramenta fornece a quantificação relativa para as linhas de células a partir de cinco plataformas de microarray [2]. CellMiner fornecida correlações Z-Score (r) da expressão de um determinado gene no que respeita à selectividade para as linhas celulares NCI-60 consenso epitelial (NEC) (ver abaixo e na Tabela 1). Dos 22.379 genes para os quais não foram validados dados para os genes NEC no banco de dados CellMiner, a fracção de genes que possuem z-pontuação (R) valores superiores a 0,90, 0,80, 0,70, 0,60, 0,50, 0,40 foram respectivamente de 0,0005, 0,0023, 0,0056, 0,013, 0,027, 0,059.

dados de expressão gênica (CCLE_Expression_Entrez_2012-09-29.gct) para linhas de células humanas de tumor da linha de células do cancro da Encyclopedia (LECC) do Instituto Broad do MIT e Harvard foram baixadas a partir de (https://www.broadinstitute.org/ccle/data/browseData?conversationPropagation=begin). O arquivo baixado foi pré-processado usando uma combinação de comandos UNIX e programas de I, por exemplo, para remover as entradas para o qual o nome do gene estava faltando. Os valores de expressão para cada um dos genes foram convertidos para um valor z em todas as amostras no conjunto de dados (isto é, média zero e desvio padrão da unidade), utilizando a escala de programa de P. A matriz resultante de perfis de expressão gênica foi salvo como um objeto R. Um pacote de R in-house foi usado para compilar e normalizar os dados de amostras individuais em um conjunto de dados coerente para cada tipo de câncer. Os valores de expressão para cada um dos genes foram convertidos para um valor z em todas as amostras no conjunto de dados (isto é, média zero e desvio padrão da unidade), utilizando a escala de programa R (). A matriz resultante de perfis de expressão gênica foi salvo para o disco rígido como um objeto R.

mapas de imagem em cluster para a expressão do gene e as correlações foram gerados usando um pacote de R in-house.

As informações sobre molecular interações e funções foi montado a partir de literatura recente no PubMed. O número de referências citadas foi limitado citando recentes publicações que contêm citações de literatura anterior. Os mapas de interacção molecular (MIMs) foram preparados usando a notação descrito por Kohn et ai [4] e em https://discover.nci.nih.gov/mim/. Os símbolos MIM utilizados no presente trabalho são definidos na Figura 1. Os MIMs No presente trabalho foram construídos utilizando o software PathVisio-MIM [5].

Um pequeno círculo preenchido ( “nó”) em uma interação linha representa a entidade ou entidades que são a consequência da interação. Por exemplo, um nó numa linha interacção de ligação representa o dímero ou complexo resultante da ligação; um nó em uma linha de clivagem representa o produto (s) de clivagem; um nó numa linha de modificação, representa a entidade modificado. Para uma descrição adicional da notação, ver [4] e https://discover.nci.nih.gov/mim/mapDesc.html.

Resultados e Discussão

padrão de expressão de um subconjunto de Tight-junção e aderentes-junção genes no NCI-60 linhas de células Define um candidato epitelial Assinatura

junções apertadas são bandas de proteínas estruturais específicas que cruzamentos e célula-célula selo regulam a passagem de íons pequenos ou moléculas através do espaço intercelular; eles são uma característica essencial dos tipos de células epiteliais [6], [7]. O núcleo estrutural das junções apertadas é geralmente composto de uma ou mais proteínas de cada uma das seguintes famílias de genes ou genes: TJP1-3, claudinas (CLDN1-27), OCLN /ocludina, MARVELD3, e MARVELD2 /tricellulin [8]. Perguntamos se um subconjunto desses genes-junction familiar apertado iria exibir um padrão de genes mutuamente correlacionados expressão dentro do painel de linhas celulares de tumores humanos do NCI-60. Esse padrão de expressão seletiva poderia ser uma assinatura para o personagem epiteliais de linhagens de células tumorais humanas em cultura.

Usando as ferramentas de análise CellMiner NCI-60 [2], descobrimos que 7 membros da junção familiar apertado genes formado um padrão de consenso de genes mutuamente correlacionados-expressão em 11 das 60 linhas celulares NCI-60. A Figura 2 mostra o quão perto esses perfis de expressão gênica se assemelham.

Nós nos referimos a esse subgrupo das linhas de células NCI-60 como o “NCI-60 consenso epitelial” (NEC) linhas celulares. Genes expressos seletivamente por estas linhas celulares são “genes NEC”.

estruturalmente associados junções apertadas são junções aderentes cujo componente central é o marcador epitelial, CDH1 /E-caderina. Devido a que a relação funcional e a estreita semelhança do seu perfil de expressão NCI-60 com a de genes de junção estanque à exibidas na Figura 2, nós incluídos no CDH1 uma assinatura de consenso epitelial (Figura 3, Tabela 1). A correlação mútua expressão elevada dos genes listados na Tabela 1 é visto na Figura 4. expressão selectiva dos genes mutuamente correlacionados, por conseguinte, foi seleccionado como um possível assinatura de carácter epitelial de linhas celulares tumorais humanas em cultura. Referimo-nos a esses genes e as linhas de células NCI-60 expressá-las de forma selectiva como a “NCI-60 consenso epitelial (NEC)” assinatura. Embora a expressão selectiva de genes NEC pode ser indicativo de carácter epitelial, que pode ou não pode indicar a presença de estruturas de junção apertados e aderentes normais.

Quase todas as linhas de células que sobre-regular CDH1 regular negativamente VIM . Genes que seletivamente não são expressos pelas linhas celulares NEC muitas vezes têm funções mesenquimais.

Os genes e linhas de células do NCI-60 consenso epitelial (NEC) Assinatura (Tabela 1) são embalados em retângulos vermelhos . Os genes NEC são vistos para constituir um subconjunto dos genes de junção e da família da caderina apertados.

A Figura 3 mostra que o perfil de expressão do gene NCI-60 para CDH1 /E-caderina (e, portanto, da NEC genes em geral) é praticamente uma imagem de espelho de que o gene marcador de mesenquimais, VIM /vimentina, sugerindo que os genes mesenquimais tem selectivamente baixa expressão nas linhas celulares NEC. Os genes cuja expressão foi altamente selectiva nas linhas de células epiteliais pode ser NEC-semelhantes, e os genes cuja expressão foi selectivamente baixos nas linhas celulares NEC pode ser mesenquimais ou, mais geralmente, não epiteliais.

A correlações dos genes NEC e linhas celulares no contexto de todas as linhas de células NCI-60 e todos os membros da família de genes de junção e caderina apertados expressão é mostrado como um mapa de imagem em cluster (CIM) na Figura 4. Vemos que o cluster de genes NEC é . um subconjunto de famílias de genes junção estanque de junção e aderentes

para além dos genes NEC listados na Tabela 1, Figura 4 sugere que CDH3 (P-caderina; correlação da expressão do gene com o dos genes NEC, r = 0,55) poderia ser incluída no conjunto. CDH3 será visto a co-aglomerado com o osso genes NEC fide em outros conjuntos de dados; Por conseguinte, consideramos CDH3 para ser um membro ex-officio do grupo NEC.

Muitos dos genes familiares incluídos na CIM não têm funções relacionadas com epiteliais ou são expressos em regiões da membrana plasmática que não junções apertadas . CDH2 /N-caderina, por exemplo, formas em junções aderentes de células mesenquimais, que não têm junções célula-célula do tipo que é único para as células epiteliais [9]. Claudinas (CLDNs) diferem em suas habilidades para selar junções célula-célula, e alguns deles formar aniões ou específicos de cátions canais no estreito espaço entre as células epiteliais adjacentes [10].

A expressão de Tight-junção e Genes caderina família no LECC tumorais humanas linhas celulares derivadas de tecidos epiteliais

uma vez que o NCI-60 contêm um número limitado de linhas celulares por tipo de tecido, foi perguntado se o subconjunto NEC de tight-junção e da família caderina seria também evidente nos dados para o número muito maior de linhas de células de tumores humanos do Instituto Broad linha celular de cancro Enciclopédia (LECC) [11]. Utilizando o mesmo conjunto de genes que foram usados ​​na CIM da expressão génica nas linhas celulares NCI-60 (Figura 4), preparou CIM da expressão de ARNm de mama LECC e linhas de células do cólon (Figuras 5 e 6, respectivamente). Estes CIM mostram que os genes NEC listadas na Tabela 1 (exceto para OCLN, para as quais não encontramos dados em LECC) agrupam tanto nas linhas de mama LECC e cólon (Figuras 5 e 6, caixa vermelha), como fizeram na CIM para o NCI-60 (Figura 4). Para além dos 7 genes NEC, esses aglomerados incluídos CDH3 /P-caderina em linhas de mama e TJP2 /ZO-2 nas linhas de cólon. A Figura 5 indica que 16/58 (28%) das linhas celulares de cancro da mama são LECC não epiteliais. Para as linhas celulares de cancro do cólon LECC (Figuras 6 e 7), a fracção correspondente é 7/61 (11%). As correlações entre pares de genes de expressão são mostrados na CIM para peito LECC e linhas de cólon em figuras 8 e 9, respectivamente. Tanto para o peito e as linhas do cólon, os 7 genes NEC aparecer em um apertado conjunto mutuamente correlacionados (Figuras 8 e 9, a caixa vermelha). Estes resultados suportam a ideia de que os genes NEC servir como uma assinatura para o carácter epitelial em linhas celulares tumorais humanas derivadas de tecidos epiteliais, e mostram pequenas variações da composição do aglomerado de genes de ECN em linhas de células de cancro a partir de vários tecidos. Além disso, tanto o de mama e de cólon CIM mostram um conjunto apertado inversamente correlacionada (Figuras 8 e 9, a caixa azul), que consiste em CDH2, CDH4, CDH6, CDH11, CDH13, e CLDN11, exceto que o cluster de mama também contém MARVELD1. Estes genes, assim, tendem a ser sub-regulada nas linhas de células da mama LECC e cancro do cólon, e pode funcionar principalmente em tipos de células não epiteliais ou do mesênquima (que é bem conhecido para CDH2 /N-caderina). Assim, a NEC subconjunto co-expresso de tight-junção e genes da família caderina (Tabela 1) também é evidente nas linhas celulares tumorais humanas LECC derivadas de tecidos epiteliais.

O cluster contendo os genes NEC é marcado em um caixa vertical. As linhas celulares que exibem expressão nitidamente reduzido de genes NEC são colocados em uma caixa horizontal.

O cluster contendo os genes NEC está em uma caixa vermelha. Um conjunto contendo genes cujas expressões são inversamente correlacionados em relação aos genes NEC estão em uma caixa azul

A maioria das linhas de células de cólon exclusivamente também expressam CDH17.; expressão seletiva de CDH17 é visto em 35 dos 54 (65%) linhas LECC epiteliais do cólon-like (Figura 6). Entre os 35 linhas de células, 21 (60%) também expressam CLDN2; e entre essas linhas 21, 6 (29%), adicionalmente expressar CLDN15 (Figura 6). expressão selectiva de CDH17 destaca-se como sendo específicos para uma grande fracção de linhas de células do cólon; Isto também era evidente no perfil de expressão do gene NCI-60, onde CDH17 foi expressa selectivamente em 4 das 7 linhas de células do cólon (Figura 7). Assim, as células de cancro do cólon, e talvez também os cancros do cólon, podem ser estratificados com base na expressão destes genes. Expressão de CDH17 em linhas celulares de cancro de cólon, bem como tecidos de cancro do cólon, foi relatado previamente por [12]. Alta expressão de CDH17 foi associado com menor sobrevida de pacientes com câncer colorretal. CDH17 foi encontrada associada a integrina beta1 e outros factores, sugerindo efeitos na adesão celular e interagir com a matriz extracelular. Nas linhas celulares de cancro do ovário LECC, aproximadamente metade das linhas apresentaram expressão elevada de CLDN16, embora a distinção entre as linhas de células de tipo epitelial e mesenquimal semelhante não foi claro.

As linhas de células do NCI-60 epitelial Consenso (NEC) Servir como uma semente para descobrir outros genes que são seletivamente expressos por estas linhas celulares e que têm epiteliais específica Funções

Muitos genes da família junção apertadas também funcionam em outras partes da célula e, em particular, celular NEC linhas podem ou não ter junções apertadas normais. Nós perguntar se no entanto outros genes expressos selectivamente nas linhas celulares NEC têm funções relacionadas com epiteliais adicionais, o que iria testar ainda mais a conclusão de que a expressão do gene NEC proporciona uma assinatura para o carácter epitelial de células de tumor.

Tendo definido uma NEC assinatura linha de células com base na expressão selectiva de um subconjunto de genes da família da caderina junção e apertadas, utilizou-se a ferramenta de comparação de padrão de CellMiner para identificar outros genes expressos selectivamente (ou selectivamente expressos não) pelas linhas celulares NEC. Nós encontramos 76 genes cuja z-score correlações com respeito à expressão seletiva nas linhas celulares NEC foi de r 0,75. Para cada um desses 76 genes, que reuniu informações sobre as interações e funções moleculares da literatura científica recente. Encontramos informações relevantes por 44 dos genes ( “correlacionou-NEC genes epiteliais”; Tabela 2); os restantes 32 não tinha publicado informações ligando-os a epitelial-funções específicas (Tabela 3), mas esses genes provavelmente têm funções em linhas celulares de tumores epiteliais que continuam a ser descobertos. Os genes que exibiram o mais fortes correlações negativas no que diz respeito à expressão selectiva nas linhas celulares NEC ( “genes anti-NEC-correlacionados”) estão listados na Tabela 4. Os genes podem ter funções não-epiteliais ou do mesênquima.

Gene Expression dicotomia entre epitelial-mesenquimal, como e-como linhas de células

genes NEC-correlacionados genes epiteliais da Tabela 2 e NEC-anti-correlacionadas da Tabela 4 foram combinados em um mapa de imagem em cluster (CIM) de expressão de ARNm nas linhas celulares NCI-60 (Figura 10). Como esperado, eles mostram uma dicotomia entre as linhas de células epiteliais semelhantes e não-epiteliais com as linhas celulares NEC em um conjunto apertado (caixa vermelha superior). Curiosamente, 8 das linhas celulares de melanoma 9 agrupar em conjunto (caixa vermelha inferior), sugerindo que os padrões de expressão de genes em tipos de células esses difere de outros tipos de células não epiteliais. Particularmente notável nestas linhas de células de melanoma é que eles tendem a expressar ZEB2 seletivamente, mas não ZEB1 (setas na parte inferior da CIM).

Os genes mostrados foram os mais up-regulada ( “epitelial”) ou para baixo -regulated ( “mesenquimais”) nas linhas celulares NEC das Tabelas 2 e 4, respectivamente. As linhas celulares NEC Cluster juntos como esperado (retângulo superior). linhas celulares de melanoma formaram um grupo separado (retângulo inferior). Observe a alta expressão de ZEB2 e baixa expressão de ZEB1 (vermelho e setas azuis na parte inferior).

Em seguida, perguntou se esta dicotomia expressão do gene, que foi baseado em NCI-60 de dados, iria realizar-se em linhas celulares LECC. Descobrimos que este é claramente verdadeiro para linhas celulares derivadas de LECC da mama, cólon, ovário e (Figuras 11-13). Além disso, estes CIM de expressão de ARNm nos permitem estimar a fracção das linhas de células de cada tipo de tecido que possuem um padrão de expressão não-epitelial ou mesenquimal gene (Tabela 5). Os valores para as linhas de mama e cólon foram muito próximos daqueles que foram com base na expressão de tight-junção e genes adherens de junção (Figuras 5 e 6, Tabela 5). As linhas celulares LECC de cancro do ovário tinha uma relativamente grande percentagem de linhas de células não epiteliais ou do mesênquima, como (65%, Figura 13), talvez devido ao grande incidência de tumores do ovário de origem mesotelial, que talvez ter um gene não-epiteliais perfil de expressão (o cluster não-epitelial se divide em dois sub-grupos que talvez distinguir entre predominantemente mesenquimais contra o caráter mesotelial).

o conjunto de genes era o mesmo que na Figura 9, excepto que não havia dados para LIXL1 . O agrupamento dos genes epiteliais e mesenquimais foi a mesma nas linhas celulares de cancro da mama LECC como nas linhas de células NCI-60.

Os conjuntos de genes em Tabelas 2 e 4, assim, distinguir-epitelial como de carácter mesenquimais, como em linhas celulares tumorais humanas. A próxima pergunta é se esses conjuntos de genes participar de uma rede funcional coerente. No presente trabalho nos dirigimos a essa pergunta para os genes relacionados com epiteliais da Tabela 2, bem como genes que interagem cuja correlação NEC é significativa, embora não seja alto o suficiente para satisfazer os critérios de inclusão na Tabela 2.

a seguinte descrição das interacções moleculares de genes NEC-correlacionados, a primeira ocorrência de um nome do gene em cada secção é mostrada em negrito, juntamente com o valor de correlação (r) para a expressão selectiva nas linhas NEC, como determinado por CellMiner.

interações moleculares e sinalização nos cruzamentos de células celular das células cancerosas epiteliais-como

Muitos dos genes mais altamente NEC-correlacionados foram encontrados para interagir em uma rede de interação molecular relacionada com junções célula-célula : junções apertadas, adherens entroncamentos, e desmosomes; estes genes são de cor vermelha no mapa interacção molecular (MIM) na Figura 14). As interacções relevantes da rede e as funções dos genes NEC-correlacionados implicados nessas funções são descritas abaixo. Na sua primeira ocorrência em cada seção, o nome de cada um desses genes está em negrito, juntamente com sua correlação expressão NEC (r).

Os genes expressos seletivamente no consenso epitelial NCI-60 (NEC) linhas celulares são mostrados em vermelho. definições de símbolos são mostrados na Fig. 1.

interações em junções apertadas

Os componentes centrais de junções apertadas incluem membros da família claudin de genes, que codificam proteínas transmembranares que atravessam tetra que associam lateralmente para formar anastomosing circunferencial bandas perto da região apical de células epiteliais. Seus domínios extracelulares, que associam intercellularly no espaço entre as células adjacentes, regular a permeabilidade paracelular iónica entre regiões apicais e basolaterais de o espaço extracelular, e permitir que a permeação de iões com selectividade que difere entre claudinas diferentes [13] [14]} [6]. Os claudinas cujas expressões mais se correlaciona com o padrão de linha celular NEC foram CLDN3, 4 e 7 (r = 0,76, 0,80 e 0,93, respectivamente) (Figura 4). Note-se que o padrão de expressão para CLDN7 (r = 0,93) é uma correspondência quase perfeita com o padrão NEC. Intimamente associada com as claudinas em junções apertadas é OCLN /ocludina (r = 0,58), embora o seu papel exacto em junções apertadas não é clara. Quando as células epiteliais migrar durante a cura de feridas, em complexo com OCLN INADL (r = 0,69) move-se a partir de junções célula-célula para o bordo de ataque das células que migram [15]. Também estão incluídos na estrutura de junção apertado são MARVELD3 (r = 0,95), uma proteína tetraspanning transmembranar [8] e MARVELD2 /tricellulin (r = 0,77), que está localizada em junções 3-células na monocamada epitelial [10], [14 ]. Note-se que MARVELD3, como CLDN7, exibiu uma correspondência quase perfeita com o padrão NEC (Figura 2). estruturas de junção apertados incluem membros da família do TJP /zona occludens, dos quais apenas TJP3 /ZO-3 (r = 0,87) fortemente correlacionada com o padrão de expressão gênica NEC (Figura 4).

proteínas TJP apontam junções apertadas com o citoesqueleto de actina cortical e são necessários para a sua integridade estrutural [16] – [18]. Possivelmente também envolvido é CGN /cingulin (r = 0,80), que se pode ligar tanto TJP1-3 e actomiosina [19], [20] (Figura 14). O envolvimento TJP podem diferir entre os tipos de células. Encontramos TJP3 mais proeminentemente correlacionada com a expressão de outros genes NEC. Nas linhas celulares de cancro do cólon LECC, no entanto, TJP2 correlacionados no mesmo conjunto com os genes NEC (Figura 6), e TJP1 apareceu no aglomerado de genes NEC-correlacionadas em linhas celulares de cancro do ovário LECC. Assim, enquanto TJP3 foi expressa selectivamente em linhas epiteliais-como células de câncer, TJP1 e 2, que são conhecidos também para participar nas estruturas da junção apertados, podem ter funções mais gerais na maioria dessas linhas celulares.

diretamente associado com junções apertadas são CRB3 /Crum3 (r = 0,81) e INADL /Patj (r = 0,69) (Figura 14), que se ligam uns aos outros e são parte de um complexo que mantém polaridade apical /basolateral de células epiteliais [21], [22]. Este complexo está regulada para baixo na transição epitelial-mesenquimal [23]. CRB3 também se liga LLGL2 (r = 0,80), que participa no complexo que mantém polaridade apical /basolateral. LLGL2 foi capaz de reverter uma transição epitelial-mesenquimal [24].

junções apertadas também são afetados pela glicoproteínas EPCAM trans-membrana /TACSTD1 /TROP1 (r = 0,84) e TACSTD2 /TROP2 (r = 0,64) , ambos os quais se ligam CLDN7 (Figura 14). Na ausência de EPCAM, proteína CLDN7 (mas não o seu ARNm) está esgotado e a função de barreira de junções apertadas é prejudicada [25]. Ao contrário EPCAM, que é expressa em vários tipos de epitélio, TACSTD2 é expresso no epitélio estratificado, mas não em epitélios simples do cólon ou outro [26].

EPCAM CLDN7 se liga firmemente e inibe a sua degradação, mas não localizar-se apertado junções. Em vez disso, se localiza nas junções célula-célula laterais, em que sequestra CLDN7 em regiões distintas a partir de junções apertadas [27]. Embora localizada de forma semelhante ao junções aderentes, não se liga EPCAM CDH1 /E-caderina. Estas acções de EPCAM prejudicar junções apertadas e promover metástases [25], [27]. Esta circunstância anormal de um gene associado a NEC-correlacionada com perturbação das estruturas de junção célula-célula epiteliais sugere uma possível anomalia de linhas de células de cancro epiteliais em cultura, que no entanto continua a ser testado em células epiteliais normais. Uma possibilidade é que EPCAM está associada com a proliferação das células epiteliais durante a cicatrização de feridas, e que as linhas de células de cancro epiteliais em cultura proliferam como na cicatrização de feridas, explicando, assim, a expressão EPCAM NEC altamente correlacionados. Consistente com esta possibilidade, EPCAM induz a transcrição de ciclina D1; na ausência de EPCAM, ciclina D1, fosforilado-Rb e progressão do ciclo celular são suprimidas [28].

O LNX1 gene altamente NEC-correlacionada /PDZRN2 /MPDZ (r = 0,78) codifica para um domínio- PDZ contendo E3 ubiquitina ligase que tem como alvo CLDN3, bem como de serina /treonina-cinase e outras proteínas PBK [29]. ubiquitinação mediada por LNX1 e degradação da proliferação celular inibida PBK e sensibilidade celular aumentada à doxorrubicina [29]. LNX1 pode ter um papel na organização junção apertado ou volume de negócios através de sua associação com CLDN1, CLDN3 e TJP1 [30], [31]. A maneira pela qual as ações de LNX1 são funcionalmente integrado no entanto continuam a ser elucidado.

Interações nas junções aderentes

Intimamente relacionado com junções apertadas são junções aderentes, dos quais CDH1 /E-caderina ( r = 0,77) é o principal componente estrutural. Os componentes adicionais de junções aderentes são CAMSAP3 (r = 0,76) e PLEKHA7 (r = 0,52), que se ligam uns aos outros de um complexo que pode reunir vários componentes: CAMSAP3 liga as extremidades menos de microtúbulos, e liga-se PLEKHA7 CTNND1 /p120- catenina (r = 0,48), que por sua vez se liga CDH1 /E-caderina [20], [33], [32] (Figura 14). O complexo formado por essas ligações liga junções aderentes aos microtúbulos. PLEKHA7 também se liga CGNL1 /paracingulin, que se liga CGN (possivelmente indirectamente) [20], deste modo, potencialmente, ligando entre junções aderentes e junções apertadas. Tal ligação, contudo, não seria eficaz nas linhas celulares NEC, porque estas células plástico-cultivadas não expressaram CGNL1. junções aderentes são desmontados quando CDH1 /E-caderina é tomado em endossomas, uma acção que é promovida por ARF6 e inibida por ADAP1 /CENTA1 (r = 0,82). Assim ADAP1, cuja expressão é altamente NEC-correlacionadas, mantém junções aderentes e preserva carácter epitelial [34], [35] (Figura 14).

interações em desmososmas

desmososmas conferem forte cell- adesão celular em associação com junções aderentes de células epiteliais e fornecer ligação ao citoesqueleto, em particular filamentos intermediários de queratina. As interacções das proteínas desmossômicas são mostrados na Figura 14. Desmocollins, tais como DSC2 (r = 0,60), e desmogleínas, tais como Dsg3 (r = 0,38), são caderinas desmossômicas que formam junções célula-célula dependente de cálcio semelhantes aos das junções aderentes de CDH1 /E-caderina.