PLoS ONE: Meta-analyse af offentlige Microarray Datasæt afslører spændingsafhængige calcium Gene Underskrifter i kliniske kræftpatienter

Abstrakt

spændingsafhængige calcium-kanaler (VGCCs) er veldokumenteret at spille roller i celleproliferation, migration og apoptose; imidlertid, om VGCCs regulere debut og progression af kræft er stadig under efterforskning. Den VGCC familien består af fem medlemmer, som er L-typen, N-typen, T-typen, R-typen og P /Q-type. Til dato har ingen holistisk tilgang blevet anvendt til at screene VGCC familiens gener i forskellige typer af kræft. Vi analyserede udskrift udtryk for VGCCs i kliniske prøver kræft væv ved at få adgang ONCOMINE (www.oncomine.org), en web-baseret microarray database, til at udføre en systematisk analyse. Hvert medlem af VGCCs blev undersøgt på tværs 21 forskellige typer af kræft ved at sammenligne mRNA-ekspression i kræft som i normalt væv. En tidligere undersøgelse viste, at ændret ekspression af mRNA i cancervæv kan spille en onkogen rolle og fremme tumorudvikling; derfor i de nuværende resultater, fokuserer vi kun på overekspression af VGCCs i forskellige typer af kræft. Dette bioinformatik analyse viste, at forskellige undertyper af VGCCs (CACNA1C, CACNA1D, CACNA1B, CACNA1G, og CACNA1I) er impliceret i udviklingen og progressionen af ​​forskellige former for kræft og viser dramatiske opregulering i brystkræft. CACNA1F viste kun høj ekspression i testikel kræft, mens CACNA1A, CACNA1C, og CACNA1D var stærkt udtrykt i de fleste typer af kræft. Den nuværende analyse viste, at specifikke VGCCs sandsynligvis spiller væsentlige roller i bestemte typer af kræft. Kollektivt, vi identificeret en række VGCC mål og klassificeret dem i henhold til forskellige cancer undertyper for prospektive undersøgelser på de underliggende kræftfremkaldende mekanismer. De nuværende resultater antyder, at VGCCs er mulige mål for fremtidige undersøgelser i kræftbehandlingen

Henvisning:. Wang CY, Lai MD, Phan NN, Sun Z, Lin YC (2015) meta-analyse af offentlige Microarray datasæt afslører Spænding -Gated Calcium Gene signaturer i kliniske kræftpatienter. PLoS ONE 10 (7): e0125766. doi: 10,1371 /journal.pone.0125766

Redaktør: Jörg D. Hoheisel, Deutsches Krebsforschungszentrum, TYSKLAND

Modtaget: August 1, 2014 Accepteret: 26 marts 2015; Udgivet: Juli 6, 2015

Copyright: © 2015 Wang 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 kan tilgås via brug af Oncomine Research Edition (https://www.oncomine.org/resource/login.html). Alle Oncomine datasæt titler samt oprindelige artikel henvisning ligger i S2 Tabel over den understøttende oplysninger

Finansiering:. Computational analyser og data mining blev udført ved hjælp af systemet, som den Bioinformatik Core på National Cheng Kung University, støttet af National Science Rådet, Taiwan. Forfatterne takker National Science Council (NSC) i Executive Yuan, Taiwan [NSC 101-2320-B-034 -001] for tildeling. Forfatterne også takke Ministeriet for Videnskab og Teknologi for tilskud MOST103-2325-B006-012 og 104-2917-I-006-002. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:. ONCOMINE var blevet fusioneret med Thermo Fisher Scientific Inc. (Life Technologies). Forfatterne bare udnyttet Oncomine Research Edition til deres analyse uden gavn af Thermo Fisher Scientific Inc. Oncomine Research Edition tilbyder gratis adgang til de akademiske og nonprofit kræft forskningsmiljøer. Relevante oplysninger kan findes på første side: https://www.oncomine.org/resource/login.html. Thermo Fisher Scientific Inc. havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet. Dette ændrer ikke forfatternes tilslutning til PLoS ONE retningslinjer om materialer og datadeling.

Introduktion

I de sidste par årtier, kræft er blevet et omdrejningspunkt dødsårsag på verdensplan. Indtil for nylig, terapeutiske metoder påføres som kræftbehandling (primært kirurgi, kemoterapi, strålebehandling) ikke havde ændret sig meget fra 40 år siden. Selv om der er taget forskellige forsknings tilgange til at forbedre overlevelsen og livskvaliteten for kræftpatienter, stor indsats og mange flere forsøg er stadig behov for at fremskynde og lette kræftbehandling.

Ionkanaler er veldokumenteret som nye potentielle terapeutiske mål i kræftbehandlingen på grund af deres integration med mange kræft funktioner såsom celleproliferation, apoptose, metastatisk kapacitet og migration [1]. Calcium (Ca

2+) er den vigtigste aktør i celleproliferation, aktivering eller hæmme forskellige intracellulære enzymer i mange rum, herunder cytosolen, organeller, og kernen. Intracellulære Ca

2 + niveauer, gennem calmodulin, regulere mange forskellige kinaser, fosfataser, cyclaser, esteraser og ionkanaler. En række mekanismer, der involverer plasmamembran ionkanaler og ionbyttere forbundet med det endoplasmatiske reticulum og nuklear kappe calciumlagre kontrollere niveauerne af frit Ca

2+ i protoplasma [2, 3]. Virkningen af ​​ændringer i Ca

2+ specifikt kan bestemmes af beliggenhed og udstrækning, varighed, og timingen af ​​intracellulær Ca

2 + svingninger. For eksempel små variationer i Ca

2+ kunne regulere specifikke cellefunktioner, mens en væsentlig ændring af Ca

2+ kunne være ansvarlig for celledeling og motilitet eller endda celle apoptose [4].

calciumkanaler kan inddeles i to hovedtyper: spændingsafhængige calcium kanaler (VGCCs) og ligand-calciumkanaler. L-typen [5, 6], N-Type [7], P-type [8-10], T-typen [11-13] og R-typen [14, 15] calciumkanaler, der udgør VGCC familien er involveret i udvikling af forskellige former for kræft (tabel 1). Desuden ligand calciumkanaler regulerer mange processer, der forekommer i begyndelsen af ​​kræft såsom aktivering af IP3 receptoren [16] og ryanodine [17].

Microarray teknologi har indført en eksperimentel tilgang uden skævhed i prøve screening og dataindsamling, der fører til skabelsen af ​​hypoteser [44]. Selvom data fra disse analyser skal bekræftes af yderligere detaljerede undersøgelser, er det ikke desto mindre med til en eller anden måde forudse udviklingen i oplysningerne. Gener er normalt anses for at repræsentere potentielle cancermarkører når de viser differentiel overekspression i en bestemt cancer. Den eksisterende litteratur indeholder tusindvis af mRNA ekspression profil studier af forskellige kræftformer, og er blevet gjort offentligt tilgængelige et stort antal datasæt. Den korrekte og fuld udnyttelse af denne enorme ressource vil derfor fremskynde identifikation af vigtige kræft markører samt fremme udviklingen af ​​forbedrede molekylære signaturer. En tidligere undersøgelse viste, at ændret genekspression i cancervæv kan spille en onkogen rolle og fremme tumorudvikling; derfor i de nuværende resultater, fokuserer vi kun på overekspression af VGCCs i forskellige typer af kræft. Vi hypotese, baseret på vores bioinformatik screening, at en stigning i mRNA ekspressionen af ​​VGCCs afspejler en vis deltagelse i kræft progression og udvikling. Vi har udforsket potentielle markører for VGCC overekspression i kræft ved hjælp af web-baserede ONCOMINE microarray database [45, 46]. Den nuværende undersøgelse fokuserede på romanen regulering af calciumantagonister familiemedlemmer i forskellige typer af kræft, med den antagelse, at disse kliniske data vil give vigtige hints, der vil sætte yderligere undersøgelse af rollerne for disse spændingsafhængige calcium kanaler i progression og udvikling af kræft.

Materialer og metoder

udtryk for VGCC mRNA i kliniske cancer væv blev analyseret ved at udføre en meta-analyse af offentlige microarray data i henhold til PRISMA retningslinjer [47, 48] (S1 tabel og S1 fig). Vi brugte den webbaserede microarray database kaldet ONCOMINE (www.oncomine.org) for at opnå en systematisk analyse af alle offentlige kræft microarray data. Hjemmesiden dokument “ONCOMINE Platform Oversigt Q1 2014” angiver, at denne database indeholder mere end 700 uafhængige datasæt omfatter næsten 90.000 microarray eksperimenter. Mest microarray ekspression analyser definere op og ned-ekspression af gener i næsten alle større cancertype samt i en række kliniske og patologiske-baserede cancer undertyper.

Vi satte tærskelkriterierne at screene potentielle onkogener med hensyn til datasæt regulerer VGCC udskrift udtryk i kræft væv [49, 50]. De statistiske niveauer for de udvælgelseskriterier, der anvendes i denne undersøgelse, var som følger: fold-change skal over 1,5, skal P-værdien være mindre end 0,05, og den percentilen ranking af genet skal være mindre end 10%. P-værdier og statistisk signifikans i forskellige typer af kræft for differentiel ekspression af VGCCs blev beregnet ved hjælp af ONCOMINE standard algoritmer, som omfattede to-tailed t-test og flere test korrektioner. I nærværende rapport, en P-værdi 0,05 indikerede en statistisk signifikant forskel mellem prøverne. Vi anvendte en fold-change-baserede benchmark at identificere lineær model korrelation mellem mRNA-niveauer og VGCC genekspression i cancervæv forhold til normale ekspressionsniveauer i samme vævssnit. Kun prøver med en fold ændring 1,5 blev valgt til at indgå i undersøgelsesproceduren. Graden af ​​ekspression blev bestemt fra genet rang percentil, der typisk klassificeret generne af interesse ifølge p-værdier. De øverste 10% af de ændrede VGCC gener blev anvendt i den analytiske proces. I sidste ende, vi beholdt 50 studier, der integrerer 8174 prøver (S2 Bord og S1 Fig).

For at præsentere de indsamlede datasæt, skal prøverne revideret og grupperes i logiske prøvesæt. Analysen typer matches kræft /normale væv og de mange molekylære undertyper, biomarkør status, behandlingsreaktioner, og diverse andre sammenligninger. Efter klassificeringen af ​​logiske analyser, blev hvert gen vurderes ved hjælp af forskellige statistiske analyser såsom t-test og Pearsons korrelation afhængigt af hvor mange klasser af ordenstal analyser blev fundet. Disse tests blev gennemført ved hjælp af den statistiske computing pakken (https://www.r-project.org) R. Tests blev udført som ensidet eller tosidet baseret på den type af ekspressionsanalyse. For at rationalisere de mange hypoteser vurderinger, vi beregnede Q-værdier ved hjælp af følgende ligning: Q = NP /R, hvor P er P-værdien, N er antallet af gener analyseret, og R er den sorterede rang af P-værdi [45 , 46]. Ekspressionen af ​​genet CACNA1A i æggestokkene [51], bryst [52], lunge [53] og gastrisk cancer blev analyseret ved anvendelse af database Kaplan-Meier plotter (https://kmplot.com/analysis/), som består af en pulje af genekspression og kliniske data. Hidtil, denne database indeholder oplysninger om 22,277 gener og deres indflydelse på overlevelse i 4142, 1648, 765 og 2.437 patienter med bryst-, ovarie-, mave- og lungekræft, hhv. Vi fokuserede vores analyse på den samlede overlevelse patientinformation. Der er to grupper af patientprøver, som er højere og lavere ekspressionsniveauer. En Kaplan-Meier overlevelse plot var ansat til at sammenligne ekspression af CACNA1A i disse to grupper. Den hazard ratio med 95% konfidensintervaller og log rank

s værdi

blev også beregnet (S2 og S3 figurerne).

Resultater og Diskussion

1. Spænding-gated calcium kanal familie fremmer udviklingen af ​​kræft

Den dynamiske balance mellem ekstracellulært og intracellulær Ca2 + generelt regulerer calcium signaler [54]. Denne svingning spiller en afgørende rolle i en celles evne til at genoptage cellecyklussen, at stimulere DNA-syntese ved G1 /S overgang, og til at indgå mitose under M-fasen af ​​cellens cyklus [4]. Potentialet i den såkaldte T-typen calcium kanal undertype at moderere intracellulære Ca2 + niveau har gjort denne kanal et fokus for regulering i maligne tumorceller [4].

Calcium kanaler er centrale aktører i celledeling behandle. T-type calcium kanaler har for nylig gjort opmærksom som potentielle terapeutiske mål i kræftbehandlingen. En T-typen calcium kanal inhibitor fører til cellevækstinhibering og apoptose i HCT116-celler [55]. Det er også veldokumenteret, at T-typen selektive egenskaber har anti-proliferative virkninger i maligne tumorceller [56]. T-type kanaler er veldokumenteret at være involveret i cellevækst og differentiering, for at være overudtrykt i forskellige stadier af tumorer og til at deltage i calcium-medieret cellevækst [55-58]. Desuden er T-type calciumkanaler udtrykkes bredt i forskellige typer af cancer og spiller en central rolle i celleproliferation [57, 59]. Adskillige calciumkanalblokkere, såsom verapamil [60], nifedipin [61], TH-1177 [62], 2-APB [63], og SK F 96365 [64], er blevet bekræftet at inhibere receptor calciumkanaler , men de særlige undertyper af calciumkanal er ikke undersøgt. I stedet er blevet fremhævet inddragelse af calciumkanaler i cellevækst. Vi hypotesen, at fokusere på specifikke calciumantagonister undertyper kan identificere dem, der kontrollerer proliferation af forskellige celletyper.

Cell migration spiller en afgørende rolle i forskellige fysiologiske processer såsom neurale våbenskjold celle indvandring, leukocyt udledning fra vaskulatur, og under sårheling flytningen af ​​fibroblaster. Cell migration er også yderst afgørende i metastatiske sygdomme og udvikling af maligniteter. Den grundlæggende mekanisme, der fremmer cellemigration kan skelnes med hensyn til forskellige celletyper. Calciumantagonister typer korrelerer med forskellige former for kræft, fx bryst [65], prostata [66], og i æggestokkene [67] kræft. Ca2 + -kanal-aktivitet også udløser oxidativ phosphorylering, programmeret celledød, og ændringer i apoptose signalvejen [68].

P /Q-typen, T-typen, N-typen, R-typen, og L typen VGCCs alle indeholder α1 underenhed ansvarlig for at samle calcium-selektive pore [41, 69]. Denne subunit er kodet af forskellige gener breder fra L-typen (CACNA1S, CACNA1C, CACNA1D og CACNA1F) til T-type (CACNA1G, CACNA1H og CACNA1I) [70]. Men til dato, ingen holistisk tilgang er blevet taget til screening VGCC familien gener i forskellige typer af kræft. Den foreliggende undersøgelse anvendte en holistisk tilgang til at udforske VGCC udtryk i forskellige typer af kræft ved at anvende webbaserede ONCOMINE microarray database til at analysere ændret VGCC mRNA-ekspression i 21 typer af kræft. Vi sammenlignede kræft væv til normale kontroller væv og sæt tærskelværdier kriterier for screening af et passende datasæt fra ONCOMINE database. Indføjelse af en egnet datasæt til yderligere analyse kræves, at sammenligninger af genekspression mellem kræft og normale væv adlød specifikke tærskelværdier kriterier: fold ændring skal være over 1,5, skal p-værdien være mindre end 0,05, og genet-ranking percentil skal være mindre end 10%. Den fold forandring, p-værdi, og den øverste gen-ranking percentil er vist i figur 1 for forskellige VGCC gener i forskellige typer af kræft væv.

Expression af spænding-gated calcium kanal (VGCC) gener i 21 typer af kræft sammenlignet med normale kontroller væv. Genet navnet på hver kanal vises. Hvert gen blev fundet i sin væv af oprindelse, og farven gradient korrelerer med faldende gen rank percentil. Den søgekriterier tærskel blev sat til p-værdi 0,05 med fold forandringer 1,5 og gen rang percentil 10% til screening microarray datasæt for kræft versus normale tilfælde

2.. L-typen calcium kanal familie

L-typen calciumantagonister gener undersøgte her omfatter Cav1.1 (CACNA1S), Cav1.2 (CACNA1C), Cav1.3 (CACNA1D), og Cav1.4 (CACNA1F) , almindeligvis lokaliseret i glat muskulatur, skeletmuskulatur, ventrikulære myocytter, og knogle (osteoblaster). Tidligere undersøgelser om betydningen af ​​L-typen calciumkanal blev primært fokuseret på fysiologiske og farmakologiske aspekter [71, 72]; dermed dens funktion er stort set ukendt, hvad angår kræftsygdomme. Vores data viste, at CACNA1S blev overudtrykt i forhold til normale vævsprøver i akut myeloid leukæmi (med en 2,42-gange ændring), i hjernen desmoplastiske medulloblastom (med en 1,89-gange ændring), og i primitive neuroektodermale tumorer (med en 1,81-gange ændring ) (tabel 2). CACNA1S også rangeret i top 5% af opreguleret gener i både leukæmi og kræft i hjernen (figur 1).

Tidligere forskning har vist, at CACNA1C kan forårsage patofysiologi psykiatrisk sygdom [100], og CACNA1C har høj transkript aktivitet i prostata stroma [101]. Vi fandt høj CACNA1C ekspression i prostatacarcinom i sammenligning med normalt væv i Cancer Research 2002/08/01 [86] database (tabel 2). Disse data er i overensstemmelse med dem, der af en tidligere undersøgelse [101]. Vi fandt også høj ekspression af CACNA1C i de fleste cancertyper, herunder colorectal, gastrisk, pankreas, hjerne, bryst, uterus, hud, og prostatacancer og leukæmi (tabel 2). Vi fandt endvidere, at 10 ud af 21 forskellige tumorvæv viste opregulering, med CACNA1C vises i de øverste 10% af de mest augmented gener (Fig 1). For eksempel, colorektale cancere, såsom colonadenom, adenocarcinom og rektal adenom viste signifikant opregulering af CACNA1C sammenlignet med normale kontrol væv, med p-værdier i området fra 2.58E-5 til 7.33E-14 og CACNA1C ranking fra 2% til 8 %. CACNA1C ekspression blev også forhøjet i pancreascarcinom sammenlignet med normalt væv, med en 13,118-fold forøgelse, en p-værdi på 4.07E-4, og gen-vurdering på 7%.

CACNA1D menes at regulere celle fyring [102] og har en høj korrelation med prostatacancer [17]; men dens udtryk i andre typer kræft er stadig stort set unstudied. Vores bioinformatik analyse verificerede, at CACNA1D blev højt udtrykt i de fleste typer cancer, herunder prostata og brystkræft (tabel 2). Disse data er i overensstemmelse med resultaterne af en tidligere undersøgelse [17]. Vi fandt også, at 9 ud af 21 vævssnit fra kræftpatienter de viste overekspression, med CACNA1D kategoriseret i de øverste 10% af de mest forhøjede gener (Fig 1). Prostatakræft såsom prostatacarcinom, intraepitelialneoplasi, og adenocarcinom alle viste dramatiske overekspression af CACNA1D forhold til normale væv. Opregulering varierede fra 1.747- til 17,129 gange i form af CACNA1D transkript ekspression, med p-værdier i området fra 0,015 til 3.31E-11 og gen placeringer lige fra den øverste 1% til top 4%. Brystkræft såsom invasiv luftrør mammacancer, invasive duktalt og luftrør karcinom, blandet luftrør og ductal bryst carcinom, og invasive blandet mammacancer alle udstillet væsentlig overekspression af CACNA1D forhold til kontrolprøver. Opregulering varierede fra 2.99- til 4,84 gange i forhold til CACNA1D transkript ekspression, med p-værdier i området fra 0,025 til 2.52E-10 og gen placeringer lige fra top 5% til toppen 7%. Et særligt hidtil ukendt opdagelse var, at CACNA1D blev højt udtrykt i prostatacancer, men også i bryst-, tyktarms-, blære-, mave-, lunge-, hjerne, livmoder, og esophageale tumorer. Vores

i silico

analyse tyder på, at CACNA1D kan være en roman onkogen i udviklingen af ​​kræft, men der er behov yderligere forsøg for at undersøge detaljerne i rollen som CACNA1D i kræft progression.

En større rolle i human fysiologi ud over sin funktion i fotoreceptorer blev foreslået for CACNA1F [102]; imidlertid rolle CACNA1F i cancer forbliver uklar. Kun én undersøgelse tilfredse udvælgelsen benchmark med en 1,89-gange ændring i CACNA1F udtryk i testikelkræft teratom [103], hvor CACNA1F rangeret i top 6% af testikel teratom gen ændringer og p-værdien var 0,018 (tabel 2).

3. P /Q-typen calcium kanal familie

Cav2.1 (CACNA1A) er det eneste gen, der hører til P /Q-typen calcium kanal familie, og det er ofte lokaliseret i Purkinje-celler eller cerebellumgranulaceller. Denne kanal spiller roller i neurotransmission og dendritiske calcium transienter [19]. P-type og Q-typen strømme er forskellige i placering. P-type er placeret i Purkinje-neuroner i cerebellum henviser Q-type er blevet identificeret i cerebellare granulneuroner neuroner [104, 105]. Begge typer af strømme produceret af ionkanaler kodes af calciumkanalen, spændingsafhængige, P /Q typen, alfa 1A underenhed (CACNA1A) genet. De er fænotypisk karakteriseret ved en RNA-splejsning variation [106, 107]. Forskellige mutationer i alfa-subunit 1A føre til visse neuronale nedbrydningsprodukter sygdomme såsom episodisk ataksi type 2, familiær hemiplegisk migræne og spinocerebellar ataksi type 6 [108-112]. I den foreliggende undersøgelse fandt vi, at CACNA1A var stærkt udtrykt i de fleste kræftformer, herunder leukæmi og ovariecancer (tabel 3). Vi fandt også, at 7 ud af 21 cancervæv viste høj ekspression af CACNA1A, og det blev kategoriseret i de øverste 10% af de mest øgede gener (Fig 1). Leukæmier såsom kronisk lymfatisk leukæmi, monoklonal gammopati af ubestemt signifikans, hud pladecellekarcinom, og marginal zone B-celle lymfom alle præsenterede signifikant overekspression af CACNA1A forhold til kontrolprøver.

in silico

analyse viste øget ekspression i området fra 1.77- til 2,27 gange til CACNA1A med p-værdier i området fra 0,003 til 3.56E-80 og gen placeringer spænder fra toppen 2% til 5%. Lungecarcinomaceller viste de betydelige stigninger i ekspression i forhold til kontrol prøver med 15,568-fold opregulering, en p-værdi på 0,001, og et gen placering i top 4%. Generelt vores bioinformatik analyse viste, at CACNA1A kan være en potentiel terapeutisk mål for leukæmi, lunge-, ovarie-, hjerne, livmoder, og livmoderhalskræft.

Ved anvendelse Kaplan-Meier plotter analyse, korrelationer mellem overekspression af CACNA1A og generelt lavere overlevelsesrater i lungekræft [53] og æggestokkræft (S2 fig) blev vist ved hjælp af GSE9891 databasen [51, 113]. Dette resultat er i overensstemmelse med vores data i tabel 3. Den høje ekspression af CACNA1A viser, at dette gen er muligvis involveret i indtræden og progression af lungecancer og ovariecancer (dårlig prognose). I modsætning hertil blev en modsat tendens i bryst- og trin IV mavekræft med lav ekspression af CACNA1A [52]. Disse data viser sammenhæng med fig 1. Med andre ord, CACNA1A blev nedreguleret i bryst- og gastrisk cancer (S3 Fig). Disse undersøgelser viste, at CACNA1 udtryk spiller en væsentlig rolle i udviklingen af ​​æggestokkene og lungekræft.

4. N-type calciumkanal-familie

N-type calciumkanal-familien indeholder kun Cav2.2 (CACNA1B), som er placeret i hjernen og det perifere nervesystem. Tidligere undersøgelser har vist, at CACNA1B er vigtig for vedvarende neuronfyring og neurotransmitterfrigivelse ved neuropatisk smerte [25, 29]; Men indtil nu, CACNA1B er ikke blevet impliceret i kræft. Vores bioinformatiske resultater viste thatCACNA1B var blandt de øverste 9% og top 6% af overudtrykte gener i prostata og brystkræft, hhv. I disse kræftformer, stigninger i CACNA1B ekspression varierede fra 1.53- til 1,56 gange, med p-værdier fra 3.25E-4 til 6.22E-4 i forhold til kontrolprøver (tabel 4). Vore data antyder, at CACNA1B har høj ekspression specifikt i kliniske prostata- og brystkræft væv. Identifikation af den underliggende rolle CACNA1B i udviklingen af ​​kræft kan også hjælpe i opdagelsen af ​​nye terapeutiske mål for behandling af prostata- og brystkræft.

5. T-typen calcium kanal familie

Cav3.1 (CACNA1G), Cav3.2 (CACNA1H), og Cav3.3 (CACNA1I) er alle klassificeret i T-typen calcium kanal familie, som er lokaliseret i neuronal celler, pacemaker-celler og osteocytter (modne knogleceller). Derudover en anden undersøgelse ved anvendelse ONCOMINE viste, at ekspressionen af ​​T-typen kanal isoformer i et array af maligne tumorceller blev signifikant forhøjet i forhold til omgivende normale væv [118]. Dette resultat er i overensstemmelse med de foreliggende resultater (tabel 5). Øget ekspression af CACNA1G blev påvist i en bred vifte af kræftsygdomme, med CACNA1G i den øverste 1% af overudtrykte gener i synovial sarkom og i top 2% i prostata carcinom. De fold ændringer varierede fra 1,737 til 6,376 og p-værdier fra 8.70E-4 til 1.71E-7 (tabel 5). Høj udtryk for CACNA1G blev også bemærket i andre tumor typer såsom kolorektal, livmoder, prostata, og brystkræft.

CACNA1H viste ændret udtryk i nyrekræft, sarkom, og gastrointestinale stromale tumorer (figur 1) . CACNA1H var placeret i den øverste 1% af overudtrykte gener i klar celle sarkom i nyren og i top 8% af opregulerede gener i synovial sarkom og gastrointestinale stromale tumorer. Sammenlignet med normalt væv, fold-change varierede fra 5,19 til 9,29 og p-værdier varierede fra 1.51E-6 til 0,005.

CACNA1I viste ændret ekspression i invasiv brystcancer, myxoid /rund celle liposarkom, og esophageal adenocarcinom (figur 1). CACNA1I blev fundet i top 4% til 7% af opreguleret gener i invasiv mammacancer stroma og duktalt brystkarcinom

in situ

epithel, med p-værdier for 3.04E-16 og 0,002 og fold ændringer spænder fra 1,586 til 2,35 hhv. Høj udtryk for CACNA1I blev også fundet i sarkom og kræft i spiserøret (tabel 5).

T-type calcium kanaler har for nylig henledt forskere som potentielle terapeutiske mål i kræftbehandlingen. T-typen kanaler er veldokumenteret at være involveret i cellevækst og differentiering, som skal re-udtrykkes i forskellige tumor faser, og for at være involveret i calcium-medieret celledød. T-type calciumkanaler er højt udtrykt i de fleste typer cancer [121, 122]. Derfor kan udviklingen af ​​en specifik inhibitor eller antagonist lægemiddel tjene som en potentiel metode til behandling af cancer.

6. R-typen calcium kanal familie

R-typen calcium kanal familien indeholder kun Cav2.3 (CACNA1E), som oftest findes i cerebellumgranulaceller og andre neuroner. CACNA1E var blandt top 6% og top 10% af gener overudtrykt i esophageal og livmoder kræft hhv. Under disse kræftformer, CACNA1E ekspression øges varierede fra 2.09- til 9,19 gange, med p-værdier fra 1.91E-4 til 0,001 i forhold til kontrolprøverne (tabel 6). Derfor kan CACNA1E også tjene som en ny terapeutisk mål for esophageal og livmoder kræft.

7. VGCCs og deres forhold til metastatisk kræft

Kræftceller er i stand til at metastaserer eller sprede sig til andre væv eller organer under tumorvækst [123]. Som den oprindelige tumor skrider frem gennem angiogenese [124], det angiveligt fremmer cirkulationen af ​​kræftceller i det perifere blod-systemet [125] eller lymfesystemet [126], og deres migration til andre væv eller organer [127]. Disse celler derefter begynde at vokse i værten organer. Men disse metastatiske vækster er ikke let at detektere og ofte føre til patientens død,. Genekspressionsprofilering af humane primære brysttumorer kan forudsige metastase risiko, og metastatisk cancer er også ofte korreleret med dårlig prognose [128]. Derfor forstå sammenhængen mellem VGCCs og metastatisk kræft er en vigtig facet af kræftforskning. Men sammenhængen mellem VGCCs og metastatisk kræft forbliver uklar. Derfor kan udforskning af VGCC genekspressionsprofiler hos patienter kliniske cancerpatienter være nyttig til at forudsige metastase risiko.

Invasiv luftrør brystcarcinoma er hyppigt fundet til at metastasere til mavetarmkanalen, peritoneum, retroperitoneum, og gynækologiske organer [ ,,,0],129-131]. BMC Cancer database [83] afslørede CACNA1C udtryk i invasive luftrør mammacancer /normalt væv med en 1,9 gange ændring (tabel 2); Således har vi spekuleret på, at patienter med invasiv lobular brystcarcinom med høj ekspression af CACNA1C forhold til normalt væv var i risiko for metastase til mavetarmkanalen, peritoneum, retroperitoneum, og gynækologiske organer. Salg

TCGA og PNAS databaser [ ,,,0],96] viste, at CACNA1D blev signifikant overudtrykt i forhold til normalt væv i invasive luftrør brystcarcinom med invasiv duktal og luftrør carcinom (tabel 2), hvilket igen antyder, at patienter med høj ekspression af CACNA1D var tilbøjelige til at udvikle disse sygdomme.

BMC Cancer database [83] viste, at CACNA1G ekspression i invasive luftrør brystcarcinom prøver undergik en 2,0-fold ændring i forhold til normale prøver (tabel 5). Dette indebærer også, at patienter med CACNA1G overekspression i forhold til normalt væv var tilbøjelige til at opleve mave-tarmkanalen, bughinden, retroperitoneum eller gynækologisk orgel overførsel. Derudover blev rigelige ekspression af JMJD2C bemærket i invasiv brystcarcinom stroma, hvilket også vil føre til metastatisk sygdom [132]. Den Nat Med databasen [13] viste en 2,3 gange ændring i CACNA1I i invasiv mammacancer stroma, igen antyder, at patienter med højt CACNA1G udtryk sandsynligvis ville udvikle kræft.

De fleste typer af kræft, herunder blodkræft og lymfe systemet kræftformer (dvs. leukæmi, multipel myelom, og lymfom), er i stand til at skabe metastatiske tumorer. Selvom det er sjældent, blod og lymfesystem cancere er blevet rapporteret til at metastasere til andre organer såsom lunger, hjerte, centralnervesystemet og andre væv [133-136]. Hjertesygdomme metastaser blev fundet i 53 ud af 247 obduceres patienter med leukæmi eller lymfom [137]. Den Nat Genet databasen viste, at L-type calciumkanaler, såsom CACNA1S, blev overudtrykt i leukæmi /normalt væv med en 2,42-gange ændring [6] (tabel 2). Blood database angivet høj ekspression af CACNA1C i leukæmi forhold til normale prøver [79] (tabel 2). Vi fandt også, at P-type CACNA1A calciumkanal-genet blev højt udtrykt i leukæmi sammenlignet med normale prøver [8, 9, 115, 116] (tabel 3). Således har vi spekuleret på, at leukæmi patienter med høj ekspression af CACNA1S, CACNA1C eller CACNA1A forhold til normale prøver, vil sandsynligvis opleve metastaser af kræftcellerne til lunger, hjerte, centralnervesystemet, og andre væv.

8. Spændingsafhængige calcium kanaler i kliniske anvendelser

I silico

bioinformatik analyse spiller en vigtig rolle i at knytte kræft genekspression profilering med potentielle kliniske kræft markører. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet.