PLoS ONE: Integreret analyse afslører sammen miR-182, miR-200C og miR-221 kan hjælpe i diagnosticering af prostatakræft

Abstrakte

Forskning har vist, at microRNA er lovende biomarkører, der kan bruges til at fremme en mere præcis diagnose af kræft. I denne undersøgelse har vi udviklet en integreret multi-trins udvælgelsesprocessen at analysere tilgængelige high-throughput datasæt til at indhente oplysninger om microRNA som kræft biomarkører. Anvendes denne tilgang til microRNA udtryk profiler af prostatakræft og datasæt i The Cancer Genome Atlas Data Portal, identificerede vi miRNA-182, miRNA-200C og miRNA-221 som mulige biomarkører for prostatakræft. Foreningerne mellem udtryk for disse tre microRNA med kliniske parametre samt deres diagnostiske kapacitet blev undersøgt. Flere online databaser blev anvendt til at forudsige målgener af disse tre microRNA’er, og resultaterne blev bekræftet ved signifikante statistiske korrelationer. Sammenligning med de andre 18 typer af kræft, der er opført i The Cancer Genome Atlas Data Portal, fandt vi, at kombinationen af ​​både miRNA-182 og miRNA-200c bliver opreguleret og miRNA-221 bliver nedreguleret kun sker i prostatakræft. Dette giver en unik biologisk karakteristik for prostatakræft, som potentielt kan anvendes til diagnose baseret på væv testning. Derudover vores undersøgelse viste også, at disse tre microRNA er forbundet med patologiske status for prostatakræft

Henvisning:. Gu Y, Lei D, Qin X, Chen P, Zou Ym, Hu Y (2015) Integreret Analyse afslører sammen miR-182, miR-200C og miR-221 kan hjælpe i diagnosticering af prostatakræft. PLoS ONE 10 (10): e0140862. doi: 10,1371 /journal.pone.0140862

Redaktør: Rajvir Dahiya, UCSF /VA Medical Center, UNITED STATES

Modtaget: Juli 22, 2015; Accepteret: 1 oktober 2015; Udgivet: 20 oktober 2015

Copyright: © 2015 Gu et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed: Alle relevante data er inden for papir og dens støtte Information filer

Finansiering:. de første fire og de sidste forfattere blev delvist understøttet af tilskud fra National Natural Science Foundation of China (# 81.272.853 og # 81.472.414) og Guangxi Natural Science Foundation (# 2012GXNSFAA053152). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Prostatakræft (PCA) er den anden hyppigst diagnosticeret kræft og er den sjette højeste årsag til kræft dødsfald blandt mænd over hele verden [1]. Det er en klinisk heterogen-multifokal sygdom, og antallet af sager stiger støt [2]. Hidtil har prostataspecifikt antigen (PSA) detektion billede det mest effektive biomarkør til diagnosticering og reaktion på behandling i PSA. Men følsomheden og specificiteten af ​​PSA-test er utilstrækkelige, hvilket resulterer i lave detektionsrater [3]. Med fremme af forskning i carcinogenese, har PCA undersøgelser stigende grad fokuseret på nye strategier for tidlig påvisning og forebyggelse [4].

Undersøgelser har antydet, at microRNA (miRNA), en form for endogen, små, ikke-kodende RNA med en omtrentlig længde på 22 nukleotider [5], kan være forbundet med kræft; specifikt er afvigende miRNA knyttet til klinisk adfærd og de kan lovende biomarkører for mere nøjagtig diagnose /prognose af kræft [6,7,8]. Brug af miRNA som potentielle diagnostiske markører i PCa er blevet rapporteret i litteraturen. Det er blevet rapporteret, at MIR-141 er forhøjet i serum fra PCA patienter og korrelerer signifikant med PSA [9]. Endvidere er det blevet vist, at en fem-miRNA panel (nedregulering af lad-7e, lad-7c og MIR-30c, opregulering af MIR-622 og MIR-1285) er i stand til nøjagtigt at skelne PCa fra benign prostatahyperplasi (BPH) og normale prøver [10]. Disse rapporter foreslog, at identificere afvigelser i miRNA forbundet med en bestemt type kræft bør give gode biomarkører for disse specifikke kræftformer og fremme tidligere diagnose.

I dag, avanceret teknologi har produceret en stor mængde oplysninger om kræft, så det er ønskeligt at anvende disse data til at identificere miRNA og aberrationer, der er forbundet med forskellige typer af cancere. Men analyserne af disse high-throughput data står over for vanskeligheder. En vanskelighed er manglen på homogenitet blandt forskellige sæt af miRNA data på grund af det faktum, at forskellige platforme blev anvendt til at erhverve dem. Forskellige sæt af miRNA-data, som udtrykkes forskelligt tendens til at vise uoverensstemmelser med hinanden. Blandt de metoder, der udvikles for at løse dette problem, den robuste rang aggregering (RRA) -metoden, som definerer rang vektor til hvert gen kun baseret på datasættene, hvor det er til stede, er blevet vist at tilvejebringe statistisk signifikante miRNA meta-signaturer [11, 12]. Metoden er baseret på brug af ordre statistik til at sammenligne hvert gen til baseline tilfælde, hvor alle præference lister er tilfældigt blandet, og derefter tildeler signifikansniveauer på resultaterne [11]. Men for nøjagtigt at identificere de potentielt anvendelige miRNA som biomarkører fra de udvalgte miRNA vha RRA, yderligere statistiske analyser og verifikation er nødvendige udover RRA-metoden.

I denne undersøgelse har vi anvendt et nyt multi- trin udvælgelse tilgang til de eksisterende højt gennemløb data PCa med henblik på at identificere miRNA som PCA biomarkører. Vi anvendes først den RRA metode til at vælge potentielle miRNA-biomarkører i prostata tumorer ved hjælp 11 publicerede miRNA udtryk profiler. Derefter brugte vi Cancer Genome data Atlas (TCGA) til yderligere at kontrollere de valgte miRNA på flere måder af Wilcoxon rank sum test. Vi fandt, at kombinationen af ​​to opreguleret miRNA (miRNA-182, miRNA-200C) og et nedreguleret miRNA (miRNA-221) er enestående i PSA. Dette antyder, at denne kombination af miRNA og deres ekspressionsniveauer potentielt kan give yderligere effektive diagnostiske indikatorer for PSA.

Materialer og metoder

Litteratursøgning

Oplysningerne om miRNA udtryk profilering undersøgelser af PCa systematisk søgt i PubMed, Embase og Highwire databaser, hjælp søgestrengen (prostata og (kræft * eller tumor * eller tumor *) og (miRNA * ELLER microRNA * ELLER mir- *)). Desuden har vi fået miRNA udtryk profiler til PCA ved at søge Gene Expression Omnibus (GEO) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/) [13] og ArrayExpress (http: //www.ebi .ac.uk /arrayexpress /) depoter [14]. Søgningen blev begrænset til data offentliggjort mellem den 1. januar, 2005 og 31. januar 2014. Vores udvælgelseskriterier var: (a) originale eksperimentelle artikler giver en sammenligning af prostata tumorvæv og ikke-tumorvæv, (b) studier var om miRNA udtryk , (c) den undersøgte organisme var

Homo sapiens

(d) virale miRNA og ikke-miRNA sonder blev udelukket.

i denne undersøgelse, ikke-tumorvæv inkluderet prostata væv støder op til en tumor og væv fra uafhængige raske donorer, men inkluderer ikke BPH. De data, udtrukket fra hver undersøgelse inkluderet: første forfatter, Gleason score, region, assay type, antallet af miRNA sonder og antallet af prøver. Listerne over miRNA med statistisk signifikante udtryk blev enten udvundet fra de publikationer, eller hidrører fra direkte forfatterne.

Adgang til og behandling af TCGA data

De data, herunder normaliserede miRNA-HiSeq udtryk værdier, rå læse tællinger af mRNA-seq og kliniske oplysninger til PCA blev hentet af “TCGA-assembler” pakke i R [15]. Niveau 3 HiSeq gener normaliserede data for PCa blev erhvervet fra brandslange Bred GDAC (https://gdac.broadinstitute.org/). Læser pr kilobase af exon model per million kortlagt (RPKM) normaliserede værdier af mRNA udtryk og læser per million miRNA kortlagt (RPM) normaliserede værdier af miRNA udtryk var yderligere log

2-forvandlet. Fold ændringer i miRNA udtryk mellem tumorer og normale væv blev beregnet ved hjælp af median-centreret RPM værdier. Baseret på rå læse tæller, var forskellen mRNA-ekspression analyse udført af DESeq BioConductor pakken i R [16], som bruger en negativ binomialfordeling model og lokal regression at anslå forholdet mellem middelværdien og variansen af ​​hvert gen. Alle differentielt udtrykte gener blev betragtet som signifikante, hvis de absolutte værdier af deres log

2 fold ændringer var større end 1, og de falske opdagelse satser (FDR) var 0.1.

Forudsigelse af målet gener af miRNA og berigelse analyse

målgenet forudsigelser af differentielt udtrykte miRNA blev udført ved hjælp Targetscan [17], miRwalk [18] og PICTAR databasen [19] . De forudsagte mål skal være valgt af mindst to algoritmer. Validerede targets fra CLIP-Seq database starbase [20] blev også brugt i vores udvælgelsesproces. De valgte målgener var de overlappende mål for de forudsagte mål og de validerede target gener. De målgener i følgende diskussioner viser signifikante korrelationer med udtrykkene for miRNA. Den DAVID værktøjet [21] blev brugt til at belyse de molekylære funktioner kandidatlandenes miRNA.

Statistisk analyse

RRA metode, vi brugte blev vedtaget fra en tidligere undersøgelse [12]. Vi har integreret 11 miRNA lister for at sikre, at listerne blev rangeret konsekvent bedre end forventet af RobustRankAggreg pakken i R [11] ved hjælp af funktionen “aggregateRanks”. De ekstraherede miRNA lister blev først prioriteret baseret på statistiske test

p

-værdier (mindre end 0,05 blev betragtet som signifikant). Hvis

s

-værdi blev ikke rapporteret, vi brugte den fold ændring (FC) i stedet. Leave-one-out cross-validering (LOOCV) blev udført efter RRA analyse for at vurdere stabiliteten af ​​den erhvervede

s

-værdier. Vi fandt, at

p

-værdier stabiliseret efter 10.000 kørsler af denne analyse. Vi brugte derfor 10.000 tests som cutoff, udelukkede en tilfældig miRNA liste for hver test, og brugte den gennemsnitlige

s

-værdi af hver miRNA som den endelige

s

-værdi.

Derefter Spearman rang korrelationskoefficienter og den tosidede

s Salg -værdier af miRNA blev estimeret ved hjælp af “cor.test” -funktionen i R. relationerne mellem kliniske træk og udtrykkene for den miRNA blev vurderet ved Wilcoxon rank sum eller Kruskal-Wallis ikke- parametriske test ved hjælp af “wilcox.test” -funktionen eller “kruskal.test” -funktionen i R, hhv. De diagnostiske evner miRNA blev vurderet ved hjælp af “Proc” pakke i R. Alle statistiske beregninger blev udført på log

2 forvandlet ekspressionsniveauerne.

Resultater

Udvælgelse af PCa meta-signatur miRNA kandidater

vores udvælgelseskriterier (se materialer og metoder) resulterede i udvælgelsen af ​​11 miRNA profilering datasæt for vores analyse (figur 1). Seks af undersøgelserne gav også Gleason score eller carcinoma væv, så vi klassificeret dem som karcinom gruppen. En kort oversigt over de 11 udvalgte datasæt er vist i tabel 1. I alt, vi analyseret 347 carcinom prøver og 188 normale prøver. Disse datasæt omfattede forskellige microarray platforme og antallet af miRNA prober varierede fra 88 til 847. Resultaterne fra RRA billede otte statistisk signifikante miRNA bestående af fire opreguleret og fire nedreguleres markører. Efter stabiliteten i

s

-værdi blev testet, miR-375 (

s

= 0,053 0,050) og miR-25-3p (

s

= 0,074 0,050) blev udelukket, og de andre seks meta-signatur miRNA (

s

0,050) blev holdt til yderligere analyse. Disse seks udvalgte miRNA omfattede to up-regulerede miRNA (miR-182-5p, miR-200C-3p) og fire ned-regulerede miRNA (MIR-145-5p, miR-205-5p, miR-221-3p, og MIR -222-3p).

Validering af meta-signatur miRNA bruger TCGA database

TCGA database blev brugt til at validere ændringerne af de seks udtryk niveau valgte meta-signatur miRNA i PCA patienter. I valideringen, den korrigerede

s

-værdien cut-off var sat til 0,05, og FC cut-off blev sat til 2 for at give mere strenge identifikation indikatorer til differentiere miRNA. På baggrund af analysen af ​​498 PCA prøver og 52 normale prøver, fandt vi, at tre statistisk signifikante miRNA var efter aftale med analyseresultatet af udtrykket profilering af RRA (tabel 2 og figur 2). Konkret miR-182 (FDR = 3.50E-26, FC = 5,89) og miR-200C (FDR = 1.10E-26, FC = 3.50) var signifikant opreguleret, miR-221 (FDR = 1.43E-16, FC = 0,41) var signifikant nedreguleret, og FC af miR-145, miR-205 og miR-222 var større end 0,5 (FDR = 3.29E-01, 6.50E-06 og 1.33E-12, henholdsvis; FC = 0,90, 0,52 og 0,52, henholdsvis). For yderligere at verificere vores udvalg af disse tre miRNA som potentielle biomarkører for PCa, så undersøgte vi deres ekspressionsniveauerne i 18 andre tumortyper i TCGA data. De analytiske resultater fra disse tre miRNA i 18 andre tumortyper og PCa er vist i S1 tabel og figur 3. Disse resultater viste, at tilfælde af up-ekspressionen af ​​miR-182 og miR-200c og ​​ned-ekspressionen af ​​miR-221 kan kun observeres i PSA.

(A) Ekspressionsniveauerne for miR -182 i prostata primær fast tumor og normal fast væv. (B) Ekspressionsniveauerne af MIR-200c i prostata primær fast tumor og normal fast væv. (C) Ekspressionsniveauerne af MIR-145 i prostata primær fast tumor og normal fast væv. Ekspressionsniveauet værdier blev beregnet ved hjælp af log

2 forvandlet RPM værdier.

Fold ændring er forholdet mellem median signaler mellem kræftvæv og normalt væv. Forkortelser: FC, Fold ændringer; Prad, prostata-adenocarcinom; BLCA, Blære urotelial karcinom; CHOL, Cholangiocarcinoma; COAD, Colon adenocarcinom; ESCA, Esophageal carcinoma; HNSC, Hoved og hals planocellulært karcinom; KICH, Nyre kromofobt; KIRC, Kidney renal clear cell carcinoma; KIRP, Kidney renal papillær cellecarcinom; LIHC, Lever hepatocellulært carcinom; LUAD, Lunge adenocarcinom; LUSC, Lung skælcellecarcinom; PCPG, fæokromocytom og paragangliom; READ, rektal adenocarcinom; STAD, mave adenocarcinom; THCA, Thyroid karcinom; THYM, tymom; PAAD, pancreas adenocarcinom; og SKCM, Hud kutant melanom. * Den angivne miRNA udtryk forskelligt i en cancer.

Næste, vi brugte Spearman rank korrelation at teste foreningen blandt de tre identificerede miRNA i PSA. Vi fandt, at miR-182 og miR-200c viste en positiv korrelation (

r

s

= 0,633,

s

2.200E-16), og de blev negativt korreleret med nedreguleret miR-221 (miR-182 vs miR-221:

r

s

= -0,479,

s

2.200E-16; miR-200 vs miR-221:

r

s

= -0,335,

s

= 1.983E-14). Derfor har vi foretaget yderligere analyse for at bekræfte disse tre miRNA og deres unikke kombination af ekspressionsniveauerne i PSA.

At udforske ekspressionsniveauerne af miR-182, miR-200C og miR-221 i PCa blod eller serum vi brugte GEO2R [33] for at analysere data, fandt vi, at miR-182 (log

2 FC = 1,740,

s

= 0,046) og miR-200C (log

2 FC = 1,963,

s

= 0,009) viste overexpressions og miR-221 (log

2 FC = -0,810,

s

= 0,110) viste ingen signifikant forskel i serien GSE24201 [34] , som omfattede 14 blodprøver fra PCA-patienter og 15 prøver fra raske brødre fra 11 familier. Vi sammenlignede også sera af 3 Transgene Adenocarcinom af Mouse Prostata (TRAMP) danner mus til deres 3 vildtype-søskende fra GSE29314 [35], og vi fandt, at miR-182 (log

2 FC = 1,187,

p

= 0,010) og miR-200C (log

2 FC = 1,389,

s

= 0,002) blev også opreguleret og nåede

s

0,05, mens miR-221 (log

2 FC = -0,047,

s

= 0,818) viste ikke en anden tendens.

Korrelation af de udtryk for de tre udvalgte miRNA med clinicopathologic parametre

de clinicopathologic funktioner i PSA patienter opnået fra TCGA er vist i S2 tabel. Deres gennemsnitsalder var 60,4 ± 7,0 og deres pre-kirurgi PSA varierede fra 0,7 til 87 (lg /l). Vores Spearman rank analyse viste, at disse tre miRNA markant var forbundet med præ-kirurgi PSA-niveauer og aldre. Både miR-182 og miR-200c viste en positiv sammenhæng med de to kliniske parametre, mens miR-221 viste en negativ korrelation. Disse tre miRNA viste ikke signifikante forskelle mellem racer (tabel 3). Vi fandt, at MIR-221 viste signifikant differentiering af Gleason bedømmelse (lav Gleason score vs. høj Gleason score), lymfeknude positivitet, patologien af ​​N etape (PN0 vs. PN1), og patologien af ​​T fase ( pT2 vs pT3 vs pT4) (

s

0,05 for alle sammenligninger) (se tabel 3), og det blev nedreguleret i patienter med højere Gleason score, avancerede stadie tumorer og positive lymfeknuder. Men vi fandt ikke signifikante forskelle mellem disse kliniske funktioner og miR-182 eller miR-200c.

Diagnostisk værdi af de udvalgte miRNA

Vi har udført respons opererer karakteristik (ROC) analyser at evaluere brugen af ​​de tre udvalgte miRNA som potentielle biomarkører til at differentiere PCA væv fra normale væv (fig 4), og vi fandt, at MIR-200C (AUC = 0,963, 95% konfidensinterval, CI = 0,9463 til 0,980,

s

0,0001) viste en højere diagnostisk kapacitet end miR-182 (AUC = 0,957, 95% konfidensinterval, CI = 0,9248 til 0,9896,

s

0,0001) og miR-221 ( AUC = 0,857, 95% konfidensinterval, CI = 0,8022-0,9127,

s

0,0001). Hvornår blev anvendt en logistisk regression tilgang for kombinationen af ​​disse tre miRNA, ROC-kurven viste en langt bedre diagnostisk nøjagtighed, end hvis de blev brugt individuelt, viste resultaterne en AUC på 0,972 (95% konfidensinterval, CI = 0,9519 til 0,992,

s

0,0001). I analysen blev den optimale afskæringsværdi indstillet til en maksimal sum af sensitivitet og specificitet. Den diagnostiske følsomhed og specificitet af kombinationen af ​​disse tre miRNA fandtes at være 94,2% og 92,6%, henholdsvis.

(A) ROC-kurven for MIR-182. (B) The ROC-kurven for MIR-200c. (C) The ROC-kurven for MIR-221. (D) Den ROC-kurven for kombinationen af ​​de tre miRNA.

Target gener og biologiske pathway anerkendelse

Først, vi identificeret 800 opreguleret og 1698 ned-regulerede forskellige gener baseret på en model ved hjælp af den negative binomialfordeling for 374 prostatakræft prøver og 52 normale kontroller fra TCGA (S3 tabel). For det andet, vi forudsagde target gener for disse tre miRNA, og derefter valgte de overlappende gener som pathway deltagere (129 gener for miR-182, 95 gener for miR-200c og ​​55 gener for miR-221) (S4 tabel). Tredje, udførte vi korrelationsanalyse mellem disse tre miRNA og mRNA udtryk for alle overlappende gener. Resultaterne viste, at MIR-182 og MIR-200C var positivt forbundet med næsten alle opregulerede overlappende mRNA’er og negativt forbundet med næsten alle nedreguleret mRNA’er. Men sammenhængen mellem miR-221 og de overlappende gener viste en invers relation (figur 5). En overraskende observation fra vores analyse var at regulere synaptiske membran exocytose 3 (

RIMS3

) konsekvent overrepræsenteret med alle tre miRNA.

zonekort repræsentation af korrelationen mønstre for de miRNA targets. De 267 differentielt udtrykte mål-mRNA’er, herunder 63 opreguleret mål og 204 nedreguleres mål, blev anvendt til at gruppere miRNA. Rækker af varmen kortet repræsenterer mål mRNA, og kolonner repræsenterer miRNA. Røde firkanter angiver negative korrelationer, lilla firkanter indikerer positive korrelationer og hvide pletter (farveløs) indikerer, at der ikke er nogen sammenhæng.

For at forstå de generelle biologiske funktioner af disse tre miRNA, vi gennemførte Protein Analyse Gennem Evolutionary Relationships (PANTHER) pathway analyse i DAVID via target gener. Resultaterne viste, at disse tre miRNA ikke delte de samme veje, men de var ofte relateret til celle signalveje (Fig 6)

Den lilla oval repræsenterer

RIMS3

.; de tre blå ovaler repræsenterer de tre miRNA; sorte lige linjer angiver målet effekten af ​​miRNA på gen; stiplede linjer angiver inddragelse af miRNA i PANTHER veje, og deres farver afspejler betydninger af -log

10 forvandlet

s

værdier for de veje.

Diskussion

i de senere år har mange undersøgelser blevet afsat til opdagelsen af ​​miRNA-biomarkører og deres biologiske funktioner (eller molekylære mekanisme) for PSA. I denne undersøgelse, vi anvendt en integreret multi-trins valg tilgang til at analysere de kræft datasæt fra GEO og TCGA og identificerede tre miRNA og deres unikke udtryk kombination mønster, der kun viste i PCA datasæt.

Den opfattelse, at miRNA er impliceret i kræft støttes af dokumentation for, at miRNA er placeret stort set i genomiske regioner, der er forbundet med kræft eller skrøbelige steder [36, 37]. Til PCA, kan vi indhente følgende oplysninger fra litteraturen. Det er kendt, at miR-200C er placeret på 12p13.31, og det blev rapporteret [38], at kopi antal kromosom region 12p13.31-p12.3 slettes i PSA. Det er også blevet rapporteret [39], at kromosomområde 7q32.2 hvori MIR-182 sidder har en høj forekomst af heterozygositet og /eller mikrosatellit ubalance ændringer i prostata carcinogenese. Histon methylering resulterer i lyddæmpning af hele miR-221 /miR-222 klynge, som præciseret ved en analyse af methylering signatur i PCA-cellelinjer [40]. Derfor blot baseret på den offentliggjorte oplysninger om disse steder, kan vi danne den hypotese, at miR-182, miR-200C og miR-221 /miR-222 er tæt relateret til PSA.

Det blev også rapporteret, at miRNA-182 er overudtrykt i PCa og spiller en aktiv rolle i spredning og invasion i

vitro

vivo

[41, 42]. Det er blevet rapporteret, at miR-182 i PCA væv og fire cellelinjer (LNCap, PC-3, DU145, og 22Rv1) har højere niveauer end i BPH væv og normal prostata epitelial (RWPE-1) celler [41]. Forbundet med PCa progression, over-ekspression af MIR-182 undertrykker ekspressionen af ​​tumorsuppressorgen

FOXF2

, hvilket nedsætter PCa celleinvasion og migration [42]. I prostataceller, MIR-182 inducerer mesenkyme til epitel overgang funktioner og vækstfaktor-uafhængig vækst ved at undertrykke

SNAI2

, som har vist sig at være en repressor af proliferation i PCA-celler [43, 44]. Vores mål gen forudsigelse undersøgelse korrekt identificeret

FOXF2

SNAI2

. Den miRNA-200 familie, som består af fem medlemmer (miR-200a, miR-200 mia, miR-200C, miR-429, og miR-141), behandles som en tumor suppressor, da det hæmmer epitel-til-mesenchymal overgang, tumor celleinvasion og metastase [45]. MIR-200C ~ 141 klynge hæmmer udbredelsen af ​​humane metastatisk prostatacancer celler ved at hæmme

JAGGED1

, hvilket kan være vigtigt for metastaser [46]. Det er blevet rapporteret [47], at MIR-221 var nedreguleret i aggressive PCa og forbundet med Gleason score, og således indikeret tumoren fase. Nedregulering af miR-221 er også blevet påvist i prostata sekretion prøver [48]. Desuden er MIR-221s menes at være involveret i udvikling eller stabiliteten af ​​kastrationsresistent prostatacancer (CRPC) fænotype, fordi der er observeret over-ekspression i CRPC celler [49]. Desuden har mange gentagne valideringer indikerede, at MIR-221 i PCA-celler har evnen til at regulere ekspressionen af ​​

p27 /kip1

og inhiberer flere cyclinafhængige kinase-komplekser [50, 51]. Alle disse er i overensstemmelse med vores analyse, som viste, at de tre identificerede microRNA var involveret i udviklingen af ​​PSA.

Stigende i alder er korreleret med PCa risiko [52, 53], da niveauet af miRNA ændring med aldring [54], og PCa diagnose og behandlinger har været styret af PSA [55]. Vores resultater viste, at alder og PSA er positivt korreleret med opreguleret miRNA (MIR-182 og MIR-200C), men negativt relateret til nedreguleret miRNA (MIR-221). Kombinationen af ​​multi-biomolekyler er blevet foreslået at fungere som effektive indikatorer til diagnose i mange undersøgelser [56, 57]. Vores resultater viste, at AUC for kombinationen af ​​disse udvalgte tre miRNA var meget høj for PCA væv.

Eftersom tumorceller kan frigive miRNA ind i kroppens kredsløb [58], er det ønskeligt at anvende miRNA i legemsvæsker til diagnostiske formål, hvis muligt. Det er blevet rapporteret, at niveauerne af miRNA i PCa væv er stærkt korreleret med præ-prostatektomi niveauer i serum [54]. Men selv om kombinationen af ​​stigninger i miR-182 og miR-200C udtryk og reduktionen i miR-221 udtryk er unik (med statistisk signifikans) i PCa blod, vil være behov for yderligere undersøgelser for at skelne mellem disse blod markører i PCa fra dem i LUSC (Lung planocellulært karcinom) eller i BLCA (Blære urothelial karcinom) (se figur 3 og S1 tabel).

Gennem vores analyser af målgener og sammenhænge, ​​fandt vi, at nedreguleret

RIMS3

var til stede samtidig med de tre identificerede miRNA. Dette er ikke blevet rapporteret for PCa før. Også nogle af de veje, der er forbundet med PCa hvor de tre identificerede miRNA deltager er blevet rapporteret før. For eksempler: (1) Det er blevet rapporteret, at det sammen med

TMPRSS2-ERG

, PI3-kinase pathway aktiverer prostata onkogenese [59]; (2) Wnt signalering og dens centrale komponent β-catenin bidrager til prostata tumorigenese [60]; og (3) pindsvinesignaleringsvejen er involveret i PCa udvikling og progression til mere aggressive og endda terapi-resistent sygdomstilstande [61]. Alle disse undersøgelser giver yderligere dokumentation for vores resultater.

Konklusion

Så vidt vi ved, denne undersøgelse er den første til at identificere og analysere kombinationer af flere miRNA som en potentiel biomarkør for PCa baseret på en analyse af miRNA microarray og TCGA datasæt. Vores undersøgelse viser, at en integreret analyse metode baseret på RRA og efterfulgt af andre statistiske analyser og kontrol effektivt kan identificere kombinationer af flere miRNA som potentielle kræft biomarkører. Vores resultater tyder på, at de tre udvalgte miRNA og deres unikt kombineret udtryk mønster i PCa kunne være af klinisk værdi ud over de eksisterende testmetoder. Endelig selvom vi kun anvendt den foreslåede multi-trins valg tilgang til at studere high-throughput datasæt med henblik på at identificere potentielle biomarkører for PCa, mener vi, at denne tilgang også kan anvendes til at undersøge andre kræfttyper hjælp tilsvarende high-throughput datasæt.

Støtte Information

S1 PRISMA Tjekliste. PRISMA Tjekliste

doi:. 10,1371 /journal.pone.0140862.s001

(DOC)

S1 Table. Ekspressionsniveauerne af miR-182, miR-200C og miR-221 i PCa og andre 18 kræftformer

doi:. 10,1371 /journal.pone.0140862.s002

(XLSX)

S2 tabel. Den demografiske oplysninger i PSA patienter i de datasæt TCGA

doi:. 10,1371 /journal.pone.0140862.s003

(DOCX)

S3 Table. Den 800 opreguleret og 1698 ned-regulerede forskellige gener identificeret i PCA prøver og normale prøver

doi:. 10,1371 /journal.pone.0140862.s004

(XLSX)

S4 Table. Resultatet af at bruge Spearman rank korrelation at teste sammenhængen mellem ekspressionsniveauer af miRNA-182, miR-200C og miR-221 og deres forudsagte mål i PCA patienter (n = 481)

doi:. 10,1371 /journal.pone. 0140862.s005

(XLSX)

Tak

den vigtigste del af dette arbejde blev udført under besøget af den første og de sidste forfattere til University of Wisconsin-Milwaukee. De ønsker at takke University of Wisconsin-Milwaukee og dets fakultet for den gæstfrihed, de fik under deres besøg.