PLoS ONE: Spermatogenese Associated Retrogenes udtrykkes i Human Ovary og ovariecancer

Abstrakt

Baggrund

Kræft i æggestokkene er den anden mest udbredte gynækologisk kræft hos kvinder. Men det er langt den mest dødbringende. Dette er generelt tilskrives fraværet af let påviselige markører specifikke for ovariecancer, der kan bruges til tidlig diagnose og specifikke terapeutiske mål.

Metodologi /vigtigste resultater

Brug slutpunkt PCR har vi fundet at en familie af retrogenes, tidligere troede at kun udtrykkes i den mandlige testis under spermatogenese hos mennesker, er også udtrykt i normale ovarievæv og en stor procentdel af ovariecancere. Hos mennesker er der mindst elleve sådanne autosomale retrogenes, som er intronless kopier af gener på X-kromosomet, er essentielle for normal spermatogenese og udtrykt specifikt i den humane testis. Vi har testet for ekspression af fem af de kendte retrogenes,

UTP14C

,

PGK2, RPL10L

,

RPL39L

og

UBL4B

i normalt humant ovarie og æggestokkene kræftformer.

konklusioner /betydning

Vi foreslår, at aktiveringen af ​​testiklerne specifikke retrogenes i æggestokkene og ovariecancer er af biologisk betydning i mennesker. Fordi disse retrogenes er specifikt udtrykt i æggestokken og ovariecancer i den kvindelige de kan vise sig nyttige i udviklingen af ​​nye diagnostiske og /eller terapeutiske mål for kræft i æggestokkene

Henvisning:. Rohozinski J, Anderson ML, Broaddus RE, Edwards CL, biskop CE (2009) Spermatogenese Associated Retrogenes udtrykkes i human Ovary og ovariecancer. PLoS ONE 4 (3): E5064. doi: 10,1371 /journal.pone.0005064

Redaktør: Anja-Katrin Bielinsky, University of Minnesota, USA

Modtaget: August 19, 2008; Accepteret: 6 feb 2009; Udgivet: Marts 31, 2009

Copyright: © 2009 Rohozinski 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

Finansiering:. Finansiering af dette arbejde, som Saks Fifth Avenue “nøglen til en Cure” Fonde, den Joann Rosenberg fond for æggestokkene Cancer Research og æggestokkene Cancer Research Program for Institut for Obstetrik og Gynækologi, Baylor College of Medicine og en anonym donation kanaliseres gennem CLE. 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

Selvom kræft i æggestokkene er den anden mest udbredte gynækologisk kræft hos kvinder, det er langt den mest dødbringende. Det er den femte hyppigste årsag til kræft-relaterede dødsfald blandt kvinder i USA, selv om den udgør mindre end 4% af de samlede kræfttilfælde diagnosticeret. I 2008 anslås det, at der vil være omkring 21.650 nye tilfælde af kræft i æggestokkene diagnosticeret i USA, og der vil være 15,520 tilskrives dødsfald [1]. Ca. 45% af kvinder diagnosticeret med kræft i æggestokkene vil dø inden for 5 år efter diagnosen. Dette skal sammenholdes med 14% af dem diagnosticeret med brystkræft og 30% med kræft i livmoderhalsen og livmoderen [2]. Dette høje morbiditet menes at skyldes en manglende evne til at genkende tilstedeværelsen af ​​tidlig fase ovariecancer i kliniske omgivelser på grund af manglen på kræft specifikke markører, der kan støtte tidlig diagnose og postoperativ monitorering for sygdomstilbagefald. Denne situation er klart illustreres ved, at når ovariecancer er diagnosticeret på trin I og II 82% af ofrene overlever fem år efter diagnosen mens dem diagnosticeret på stadium III og IV har en fem års overlevelse på 25%. Kun 32% af tilfældene er diagnosticeret på trin I og II, sammenlignet med 68% ved stadium III og IV [3]. Der er derfor et stort behov for at identificere mønstre af genekspression, der er specifikke for kræft i æggestokkene, så der kan udvikles nye diagnostiske og terapeutiske strategier.

Som en del af et igangværende program studere rolle gener kritiske for spermatogenesen, vi tidligere identificeret en retrogene,

UTP14C

, der er forbundet med mandlige fertilitet hos mennesker og mus [4] – [6]. Retrogenes opstår, når helt eller delvis fremstillede mRNA’er revers transkriberet til dobbeltstrenget DNA og indsættes denne DNA-kopi i det genomiske DNA til stede i kromosomerne. Hvis kopien er udtrykt som en messenger RNA og translateres til et protein det nye gen er kendt som en funktionel retrogene. Det gen, hvorfra den retrogene stammer betegnes stamfader genet. Hos mennesker

UTP14C

er placeret på kromosom 13 og opstod som en omvendt-transkriberet kopi af et gen placeret på X-kromosomet,

UTP14A

. Det er for nylig blevet fastslået, at et uforholdsmæssigt stort antal funktionelle autosomale retrogenes stamme fra X-kromosomet og erhvervet mandlige kim-line specifik funktion [7] – [9]. Flere forskellige hypoteser er blevet foreslået til at forklare dette evolutionære fænomen [10], ikke desto mindre den mest overbevisende er, at kompensation for transkriptionel inaktivering af kønskromosomerne, der opstår i pattedyr, når sex organer dannes under spermatogenesen [11]. Under gametogenese i den mandlige kønskromosomerne parret via en kort pseudoautosomale region under tidlig profase I og kondensere til at danne en macrochromatin organet køn, eller XY, krop [11]. I modsætning til de autosomale kromosomer, der danner homologe par såkaldte synaptonemal komplekser og forbliver transkriptionelt aktiv i hele meiose, er kønskromosomerne transkriptionelt til tavshed (meiotiske sex kromosom inaktivering) fra tidspunktet for sex legemers dannelse indtil meiose er konkurrerede og haploide spermatider danne [12]. X-kromosomet indeholder et stort antal husholdningsgener er essentielle for normal cellefunktion og overlevelse. Således kan have nogle metaboliske ulempe for senere stadier af spermatogenesen tavshed af X-kromosomet under mandlig meiose. Retrotransposition af X knyttet husholdning gener til autosomer, med efterfølgende overtagelse af testikel særligt udtryk, er en mekanisme, hvorved en sådan metabolisk ulempe kan korrigeres under spermatogenesen uden at forstyrre normale funktion i somatisk væv [13]. Hos mennesker er der mindst elleve sådanne autosomale retrogenes der har retrotransposed fra X-kromosomet og spiller en vigtig rolle i at opretholde en effektiv spermatogenese [10].

Brug endepunkt RT-PCR til at screene cDNA fremstillet ud fra en omfattende panel af humane væv vi fandt, at

UTP14C

blev udtrykt ikke blot i den mandlige testiklerne, men også i den kvindelige ovarie og ingen andre væv [6]. Den uventede udtryk for

UTP14C

i den menneskelige æggestok bedt os at udforske, om

UTP14C

blev også udtrykt i æggestokkene kræftformer. At afgøre, om udtryk for testis specifikke retrogenes i normale æggestokke og æggestokkene var et generelt fænomen i mennesker, vi også testet for ekspression af fire andre retrogenes (

PGK2

,

RPL10L

,

RPL39L

og

UBL4B

), der tidligere blev anset for at være udelukkende udtrykt under spermatogenesen hos mænd.

Her præsenterer vi resultaterne af vores skærm for ekspression af testiklerne specifikke retrogenes i normalt ovarievæv og et panel af ovariecancere. Vi foreslår, at et mønster af testis-lignende transkriptionel regulering, der resulterer i retrogene ekspression forekommer hyppigt hos ovariecancere og kunne bidrage til patogenesen af ​​denne sygdom. Derudover den unikke æggestokkene og æggestokkene-cancer specifikke udtryk for retrogene kodede produkter kan give ny forståelse af genekspression i den kvindelige og føre til identifikation af nye diagnostiske og /eller terapeutiske mål for kræft i æggestokkene behandling.

Materialer og metoder

Kilder af vævsprøver og RNA

prøver af præ- og postmenopausale æggestokke blev prospektivt indsamlet under kliniske-angivet indgreb udføres ved Baylor College of Medicine tilknyttede hospitaler ved gynækologiske kirurger. Desuden blev opnået prøver af flash-frosne ovariecancer fra Den Tværfaglige gynækologisk Tumor Bank på The University of Texas MD Anderson Cancer Center (MDACC, Houston, Texas), human total testikel og ovarie-RNA blev købt fra Panomics (Fremont, Californien, USA . Produkt # NA2007) og humane RNA-panelet blev købt fra Clontec (Ciontech Laboratories Inc., Mountain View Californien USA. Master panel II, Produkt # 636.643).

Alle samling blev gjort under godkendelse fra Institutional review Board ved Baylor College of Medicine (protokol H-14372). Tilladelse til at bruge humane væv blev opnået fra hver patient ved skriftligt samtykke ved hjælp af en formular, der er godkendt af Institutional Review Board for Baylor College of Medicine og dets tilsluttede institutter. Skriftligt samtykke blev ligeledes opnået fra patienter donerer vævsprøver til Den Tværfaglige Gynecologic Tumor Bank på The University of Texas MD Anderson Cancer Center.

RNA ekstraktion og første streng syntese

Fremadrettet indsamlede vævsprøver blev placeret i 10 ml RNAlater (Ambion, Inc. Austin Texas, USA) og opbevaret ved -20 ° C indtil RNA-ekstraktion. RNA blev ekstraheret fra vægten vævsprøver ved optøning i TRIzol Reagent (Invitrogen Corp. Carlsbad California USA) efterfulgt af øjeblikkelig homogenisering under anvendelse af en Tissue-Tearor homogenisator (Biospec Products, Inc. Bartlesville Oklahoma, USA). RNA blev udvundet under anvendelse af TRIzol Reagens protokollen. RNA blev resuspenderet i nuklease frit vand og opbevaret ved -80 ° C. For at producere cDNA 5 ug RNA blev behandlet med DNase (Turbo DNA-free kit, Ambion Inc.), fældet og resuspenderes til en koncentration på 1 ug pr pi. A RETROscript Kit (Ambion, Inc.) blev anvendt til første streng cDNA-syntese fra 2 ug RNA med en kombination af oligo (dT)

18 og tilfældig (DN)

15 primere. Efter syntese af de 20 pi reaktionsblandinger blev fortyndet til 150 pi med nuklease frit vand og opbevaret ved -20 °.

RT-PCR

Gener af interesse blev påvist ved slutpunktet PCR under anvendelse genspecifik primere (tabel 1). Reaktionsrumfang på 20 pi fortyndet AccuPrime Super Mix II (Invitrogen, Corp.) indeholdende 1 pi cDNA og retrogene specifikke primere blev opvarmet til 94 ° C i 2 minutter, derefter cykluser 35 gange gennem 94 ° C i 20 sekunder, 58 ° C i 20 sekunder, 68 ° C i 30 sekunder, og holdes ved 15 ° C efter den sidste cyklus. PCR-produkter blev kørt ud på 1,75% agarosegeler indeholdende ethidiumbromid og visualiseret ved UV-belysning. Geler blev fotograferet ved hjælp af en Kodak Gel Logic 200 Imaging System.

Resultater og Diskussion

Som en del af et igangværende program studere rolle gener afgørende for spermatogenesen vi tidligere rapporteret identifikation af en retrogene forbundet med mandlige fertilitet hos mennesker og mus [4] – [6]. Hos mennesker denne retrogene,

UTP14C

, er placeret på kromosom 13 og opstod som en intronless, reverse-transskriberet kopi af X-bundet gen,

UTP14A

. Selvom funktionen af ​​

UTP14A

og

C

deres produkter er ikke kendt, analogi med produktet fra gær genet,

Utp14

, tyder på, at de menneskelige peptider, UTP14A og C, er en del af Small-underenhed (SSU) processome som er ansvarlig for generering 18S rRNA fra dets precursor, U3 snoRNA, i kernelegeme [14], [15]. Under anvendelse endepunkt RT-PCR for at screene cDNA’er fremstillet ud fra et omfattende panel af humane væv fandt vi

UTP14C

skal udtrykkes ikke blot i den mandlige testiklerne, men også i den kvindelige ovarie [6]. Denne uventede udtryk for

UTP14C

i den menneskelige æggestok fået os til at se, om

UTP14C

blev også udtrykt i æggestokkene med håbet om at identificere vævsspecifikke markører selektivt udtrykt i normale æggestokke og æggestokkene. Endepunkt RT-PCR blev anvendt til at påvise udskrifter for

UTP14A

og

C

i primære kræft i æggestokkene og etablerede ovariecancer cellelinjer. Bestemmelse af ekspressionen af ​​

UTP14C

ved RT-PCR kompliceres af det faktum, at det er placeret i en aktivt transkriberet vært gen,

GT8

.

UTP14C

er resultatet af en retrotransposition begivenhed, hvor en intronless DNA-kopi af

UTP14A

kodende sekvens indsat umiddelbart opstrøms for den kodende region til stede i terminalen exon af

GT8

på kromosom 13. Efterfølgende

UTP14C

har erhvervet en promoter, der driver sit udtryk under spermatogenesen. Fordi udskrifter af

UTP14C

GT8

overlappe muligheden for en enkelt udskrift indeholder åbne læserammer fra begge gener opstår. For at skelne mellem de overlappende udskrifter, der er produceret fra retrogene og sin vært, blev primerpar designet til specifikt at forstærke enten

UTP14C

eller

GT8

[6] og opdage eventuelle udskrift, der kan indeholde både åbne læserammer. Fig. 1 viser udtrykket profiler af

UTP14A

,

UTP14C

GT8

i et repræsentativt udsnit af seks forskellige papillære serøse æggestokkene kræftformer, den mest almindelige histologiske undertype af denne malignitet, to klar celle og to endometrioide prøver.

UTP14A

, X-kromosomet forbundet stamfader gen, hvorfra

UTP14C

opstod, blev udtrykt i alle de kræft prøver (bane A). Tilsvarende

GT8

, værten genet for

UTP14C

, blev udtrykt i alle prøver (bane C). Den spermatogenesen-associerede retrogene,

UTP14C

, blev udtrykt i alle undtagen en af ​​de kræft prøver (bane D). Vi testede også vores prøver anvendes en kombination af en 5′-primer specifik til

GT8

(der er op strøm af UTP14C transkriptionelle startsted) og 3′-primer specifik for

UTP14C

( der er opstrøms for

GT8

afskrift) [6]. Fraværet af et PCR-produkt ved hjælp af denne primerpar bekræfter, at en read-through mRNA, der spænder over både det

GT8

UTP14C

gener, der ikke produceres og etablerer uafhængigheden af ​​de to overlappende udskrifter (bane B). Lignende resultater blev opnået for alle primerkombinationer når et panel af etablerede ovariecancer cellelinier blev testet under identiske betingelser (2774, ES-2, TOV112D, OV90, SKOV3, TOV21G, HEY og OVCAR3;. Figur 2). Imidlertid bør det bemærkes, at flere af de cellelinie prøver viste også tilstedeværelsen af ​​RNA-transkripter, der strakte både værtsgenet (

GT8

) og

UTP14C

tyder afvigende transkriptionel regulering i nogle af de ovarian cancer cellelinjer. Vi har aldrig observeret transskription der strakte begge gener i humane vævsprøver.

Bane A viser det specifikke til

UTP14A

produkt. Bane B viser reaktionsproduktet fra et primerpar specifikt til

GT8

(5′-ende) og

UTP14C

(3′-ende), disse to gener overlapper på human kromosom 1 og fraværet af et PCR-produkt viser, at udskrifter fra de to gen er eksklusive. Bane C viser den

GT8

gen specifikt produkt og, bane D, PCR-produktet fra

UTP14C

. Molekylvægtmarkør blev kørt i bane M.

Bane A:

UTP14A

specifikt produkt. Bane B: Produktet fra primere fælles for både

UTP14C

GT8

. Denne primer kombination formår at give et PCR-produkt i æggestokkene eller ovariekræft vævsprøver. Bane C:

GT8

specifikke RT-PCR-produkt. Bane D: Produktspecifik til

UTP14C

. Primerkombinationer er beskrevet i teksten. Etablerede æggestokkene cancer cellelinjer blev anvendt, var 1. 2774, 2. ES-2, 3. TOV112D, 4. OV90, 5. SKOV3, 6. TOV21G, 7. HEY, 8. OVCAR3, og M, molekylær størrelse markør.

den høje hyppighed, hvormed

UTP14C

blev udtrykt i vores indledende undersøgelse førte os til at udforske forekomsten af ​​sit udtryk i et stort panel af ovariecancer med forskellig klinisk histologi. I aggregat, fandt vi, at der referater til

UTP14C

let kan påvises i 41/51 (80%) af papillære serøse kræftformer, den mest almindelige form for kræft undersøgt, og de fleste andre kræft undertyper. Hyppigheden af ​​

UTP14C

ekspression i en række af ovariecancer histologiske undertyper er vist i tabel 2.

For at bestemme om aktivering af testis specifikke retrogenes i ovarier og ovariecancere er en generel fænomen ekspressionen af ​​fire andre retrogenes, tidligere troede at være testis specifik, blev undersøgt. De spermatogenese forbundet retrogenes testet kodet til en række vigtige cellefunktioner: metaboliske enzymer (

PGK2

) [13], ribosomale proteiner (

RPL10L

og

RPL39L

) [16 ] og post translationel protein modifikation (

UBL4B

) [17]. Primerpar er specifikke for de retrogenes og deres X knyttet progenitorer blev anvendt til molekylær karakterisering af genekspression i det samme panel af kræft i æggestokkene væv tidligere beskrevne.

Hos mennesker er phosphoglyceratkinase kodes af to gener,

PGK1

PGK2

. Phosphoglyceratkinase omdanner 1,3-diphosphoglycerat i 3-phosphoglycerat i glycolyse pathway. Dette fører til produktionen af ​​pyruvat fra glucose og fructose [18].

PGK1-

er placeret på X-kromosomet og er allestedsnærværende udtrykkes mens

PGK2

, en retrotransposed kopi af

PGK1

, er placeret på kromosom 6 og viser en testikel specifikt udtryk mønster [13]. En anden retrotransposed kopi af

PGK1-

er til stede på kromosom 19, men det giver sig udslag i et trunkeret protein og er sandsynligvis inaktiv som ingen EST’er (udtrykte sekvensmærker) kunne findes i den humane database. Over ekspression af PGK1 proteinet er blevet knyttet til paclitaxel resistens [19] og tumor angiogenese [20]. Desuden er PGK1 proteinniveauer forhøjede i serum fra pankreatiske duktale adenocarcinom patienter [20], [21]. Det fremgår således, at

PGK1

overekspression kan være af biologisk betydning i visse kræftformer. Påvisning af

PGK1

og

PGK2

i et repræsentativt panel af ovariecancer, testis og før og efter overgangsalderen æggestokke er vist i fig. 3. Ekspression af

PGK2

blev påvist i alle æggestokkene tumortyper med den højeste frekvens i papillær serøs (78%) og blandet histologi (76%) tumorer (Tabel 2). Som forventet for en husholdning gen,

PGK1-

blev udtrykt i alle tumorprøver. Men på grund af den lille stikprøve af den sjældne kræft i æggestokkene undertyper, den sande hyppighed af

PGK2

udtryk i disse tumorer kunne ikke estimeres. Det er endnu ikke fastslået, om

PGK2

udtryk er forbundet med tumor biologi.

a. Retrogene ekspression i et panel af ovariecancere blev påvist ved RT-PCR. Prøver og kræft histologi var: 1-6. Papillært serøs, 7 8 Ryd Cell, 9 10 endometrioide, 11 præmenopausale ovarie, 12 postmenopausal æggestok. Negativ kontrol C og markør M. f. Retrogene ekspression i normale ovarievæv: 1-4. præmenopausale æggestokke, 5-8. postmenopausale æggestokke, negativ kontrol C og markør M.

pattedyr ribosomer består af mindst 80 ribosomale proteiner [22], hvoraf fire er kodet på X-kromosomet [23]. Tre af disse,

RPL10

,

RPL36A

RPL39

, har autosomale retrotransposed kopier. To er placeret på kromosom 14 (

RPL10L

og

RPL36AL

) og den tredje på kromosom 3 (

RPL39L

) [16].

RPL36AL

udtrykkes ubikvitært mens

RPL10L

og

RPL39L

tidligere har været rapporteret at være udelukkende udtrykt i testiklerne [16].

RPL10

er også et tumorsuppressorgen, og proteinet, det koder er kendt som tumor suppression protein QM [24]. Reduceret

RPL10

udtryk er forbundet med stigende kvalitet af prostata adenocarcinom [25]. Primere specifikke for

RPL10L

og

RPL39L

blev anvendt til at screene for ekspression af disse testis specifikke retrogenes i et panel af ovariecancere (tabel 2;. Figur 3). Udskrifter fra begge retrogenes blev påvist i papillære serøse, klare celle- og endometroid prøver.

RPL10L

blev udtrykt i 76% af en stor ovarietumor panel med 84% ekspression i papillære serøse cancere, 76% i tumorer med blandet histologi og 44% i endometroid tumorer (Tabel 2).

RPL39L

blev udtrykt med endnu højere frekvens med 98% af papillære serøse kræftformer indeholder afskrift (Tabel 2). Expression i tumorer med andre histologier var 88% i AGCT (Adult granulosa Cell Tumor) og 100% i alle andre testede undertyper.

Selvom der endnu ikke er etableret en direkte rolle for ribosomale proteiner i cancer biologi, det skal bemærkes, at

RPL39

ekspression er forøget i brystcancer [26].

RPL39L

udtryk er blevet rapporteret i livmoderhalskræft [27] samt cellelinjer stammer fra bryst-, lunge-, prostata-, tyktarms-, pancreas og ovariecancer [16], [20] tyder på, at retrogene

RPL39L

kan have en vigtig rolle i biologi en lang række cancere. Imidlertid bør det bemærkes, at en skærm til

RPL39L

ekspression i menneskeligt væv RNA panel medført påvisning af denne retrogene i et stort antal normale væv tyder på, at selv om

RPL39L

ekspression forekommer overvejende testiklerne kan det ikke være testis specifik (fig. 4). Ekspression af retrogenes

RPL10L

og

RPL39L

i kræft kunne muligvis øge ribosom produktion og /eller translationel aktivitet. I testiklerne er disse retrogenes udtrykt under spermatogenesen lige før den hurtige produktion af proteiner, der er nødvendige for sperm differentiering og modning.

Angivelse af X bundet progenitor gener

PGK1

,

RPL10

,

RPL39

UBL4A

er allestedsnærværende som ville forventes for gener, der koder essentielle cellulære funktioner. I modsætning udtryk for spermatogenese specifikke retrogenes,

PGK2

,

RPL10L

,

RPL39L

og

UBL4B

, overvejende begrænset til testiklerne. Tissue nøgle: AG, binyre; BM, knoglemarv; B, Brain; H, Hjerte; K, Nyre; L, Lever; Lu, Lunge; O, Ovary; Pl, Placenta; Pr, prostata; SG, spytkirtel; SM, skeletmuskel; SC, Spinal Cord; T, testikel; Ty, Thyamus; Tr, Thyroid; Tch, luftrøret; U, uterus. M er molekylstørrelsen markør og C, er primeren kun kontrol reaktion. Udtrykket mønster for

UTP14A

og

UTP14C

tidligere har været offentliggjort [5].

Ubiquitin ligesom proteiner (UBLs) er stillingen translationelt bundet til en forskelligartet gruppe for andre proteiner dermed funktionel diversitet af det kodede proteom stigende. UBL modificerede proteiner vides at påvirke aktiviteten af ​​en lang række celle- signalveje [28], [29].

UBL4A

og

UBL4B

er for nylig identificerede gener, der koder for små ubiquitin ligesom proteiner [17]. I mus, X-linked

Ubl4A

udtrykkes i alle vævstyper, mens retrogene

Ubl4b

er rapporteret til at være kun udtrykkes i forlængede spermatider under sene stadier af spermatogenesen i testiklerne [17 ]. Indledende test for

UBL4A

og

UBL4B

udtryk i et menneske RNA panel fandt, at

UBL4A

blev udtrykt i alle vævstyper testet.

UBL4B

, beliggende på kromosom 1, blev udtrykt kun i testiklerne (fig. 4), selv om senere screening af en større stikprøve af præ- og postmenopausale æggestokke viste, at

UBL4B

blev udtrykt i normale ovariale væv ved lav frekvens (tabel 2). Resultater af en indledende screening for

UBL4B

aktivering i æggestokkene tumor prøver er vist i fig. 3. Tabel 2 viser, hvor hyppigt

UBL4A

og

UBL4B

udtryk blev påvist i et omfattende panel af æggestokkene tumor prøver. Eftersom næsten alle cellulære funktioner påvirkes af ubiquitinering er det ikke overraskende, at ændringer i ubiquitin og UBL aktivitet har været impliceret i tilblivelsen af ​​forskellige humane tumortyper [30]. UBL modifikation af SUMO-1 (lille ubiquitin-relaterede modifikator, også kendt som UBL1) er blevet direkte forbundet med modifikation af apoptose pathway i ovarietumorer [31] og er kendt for at spille en vigtig rolle i spermatogenese [32].

Screening for retrogene udtryk i normal præ- og postmenopausale æggestokke viste, at de retrogenes ikke udtrykkes i alle kvinder. X bundet stamfader gen udtrykkes i alle tilfælde (tabel 2, fig. 3) som ville forventes for gener, der koder essentielt gen funktioner, der er ubikvitært udtrykt i den menneskelige krop. retrogene udtryk i raske ovarievæv, kan dog være så høj som 100% (

RPL10L

og

RPL39L

) af de testede prøver eller så lavt som 44% (

UBL4B

). Dette antyder, at for i det mindste nogle af de retrogenes, er ekspression i ovariet begrænset til bestemte personer inden for den generelle befolkning. Det meste af arbejdet på spermatogenese specifikke retrogenes er blevet udført på musemodellen hvor æggestokkene ekspression af disse gener er fraværende. Angivelse af disse retrogenes i den menneskelige æggestokkene kan være en artsspecifik fænomen og kan afspejle en vigtig biologisk forskel mellem menneske og mus. Den retrogene og progenitor X genspecifikke primere blev testet mod et panel af RNA’er fra forskellige humane væv for at bekræfte den allestedsnærværende ekspression af X bundet stamfader og begrænset ekspression af retrogene (fig. 4). I de fleste tilfælde retrogene ekspression var begrænset til gonaderne hos mennesket. Om der er nogen sammenhæng mellem udtryk for testis specifikke retrogenes i den menneskelige æggestok og øget sandsynlighed for udvikling af kræft er endnu ikke fastslået.

Af særlig note er vores observation, at X forbundet progenitor gener ikke altid udtrykkes i alle kræft i æggestokkene prøver. Når dette var tilfældet den gratis retrogene blev altid udtrykt tyder på, at retrogene blev kompensere for tabet af genaktivitet på X-kromosomet på en måde svarende til den, der opstår, når X-kromosomet er transkriptionelt til tavshed ved mandlig meiose. Udeladelsen af ​​segmenter af X-kromosomet i ovariecancerceller og efterfølgende tab af heterozygositet er veldokumenteret [33]. Sådanne deletioner kan resultere i tab af gener, som har retrotransposed kopier. Tabet af en kopi af

PGK1

grund deletioner i X-kromosomet er tidligere blevet rapporteret i mange forskellige ovariecancer histologiske undertyper [34]. Sådan tab kan være biologisk signifikant, hvis den slettede kopi er fra det aktive X-kromosom eller hvis begge kopier af et gen er transkriptionelt aktiv i normale celler.

Den høje frekvens af specifik retrogene aktivering spermatogenese i ovariecancere rapporteret i denne papir har vigtige teoretiske og praktiske implikationer for kræft i æggestokkene behandling og biologi. Da disse retrogenes udtrykkes kun i æggestokken og /eller æggestokkræft og ingen andre steder i kvindens krop potentialet til at udvikle tumor specifikke markører og terapier præsenterer sig selv. Forrang for denne etableres ved ekspression af cancer /testis (CT) gener og antigener i en bred vifte af humane tumorer og er et fænomen, der er blevet anerkendt i nogen tid [35], [36]. Ekspression af CT-antigener i kræft blev først rapporteret med

MAGE-1

i 1991, selv om der på det tidspunkt, den blev anset for at være et gen udtrykkes specifikt i humane melanom tumorer [37] og dens udtryk i testiklerne var ikke anerkendt. Senere rapporter tilføjede

MAGE-3

og

BAGE

til listen over CT-antigener, som udtrykkes i tumorer, men ikke til udtryk i andre end testiklerne [38], [39] normale væv. Identifikation af andre CT-antigener gik fremad hurtigt med anvendelse af serologiske analyser af rekombinante ekspressionsbiblioteker (SEREX) teknologi [40]. Til dato mindst fyrre fire forskellige CT-antigener er blevet anerkendt [41]. Grunden gener, der koder for proteiner, der er væsentlige for spermatogenese hos den mandlige eller har en strukturel rolle i sperm, udtrykkes i cancere er ikke klart. Situationen kompliceres af, at den rolle, mange af CT-gener i spermatogenesen er dårligt forstået [36]. Dette har imidlertid ikke forhindret udnyttelsen af ​​CT-antigener som biomarkører for at udvikle nye kræftdiagnostik [42] og /eller mål for behandlinger som immunterapi [43]. En begrænsende faktor i den praktiske anvendelse af CT-antigener har været den lave hyppighed, hvormed cancer /testis gener udtrykkes i en given tumortype. Denne begrænsning er ikke til stede i tilfælde af spermatogenese specifik retrogene ekspression i ovariecancere som disse gener udtrykkes i en relativt høj procentdel af tumorer.

Et interessant træk ved de tidligere anerkendte cancer /testis-gener og antigener er deres uforholdsmæssig tilknytning til X-kromosomet [36]. X-kromosomet og generne det koder synes at spille en afgørende rolle i tumorgenese og udvikling [44]. Forholdet mellem tumor biologi og spermatogenesen er mindre klar. Hos mennesket fremgår det, at testiklerne specifikke retrogenes også udtrykkes i æggestokken. Men de specifikke celletyper, inden for hvilken ekspression forekommer rester bestemmes. Ekspression af disse retrogenes kan have en distinkt stofskiftefordel for ovarietumor udvikling som den kan supplere genprodukter fra X-kromosomet, især hvis stamfader genaktivitet nedreguleres ved methylering [45] eller tabt på grund af deletion [34]. Et link mellem metaboliske begivenheder under spermatogenesen og kræft udvikling kan udledes seneste fremskridt i forståelsen af ​​kræft biologi. Af særlig note er den nyligt identificerede rolle BRCA-1 i udviklingen af ​​bryst- og ovariecancer [46]. BRCA-1-proteinet har vist sig at være forbundet med det inaktive X-kromosom hos kvindelige somatiske celler og, under spermatogenese, er lokaliseret til det inaktive X-kromosom i pachytene spermatocytter under meiose [47], [48]. Dette tyder på en fælles regulatorisk pathway. Yderligere arbejde er nødvendigt for at bestemme den funktionelle rolle spermatogenese specifikke retrogene produkter i både spermatogenesen og kræft. Angivelse af gener og retrogenes i sædcelledannende celler er drevet af TATA-uafhængige promotere. Polyadenyleringssteder er opstrøms for det, der anvendes i somatiske celler, og der er en overvægt af alternativ præ-mRNA-splejsning [49]. Ekspressionen af ​​testis specifikke gener og retrogenes antyder, at cancerceller er i stand til at udnytte de transkriptionelle og RNA-bearbejdning veje normalt kun aktiv under spermatogenese hos den mandlige testis. Enhver strukturelle identitet deles af mRNA’erne genereret fra CT og andre gener udtrykkes i både kræft og testikel skal bestemmes. Hvis spermatogenese og tumor genesis deler træk af genekspression, regulering og RNA behandling man kunne spekulere i, at i lang levede pattedyr kræft er en biologisk straf for at have separate køn og behovet for spermatogenesen i særdeleshed.