PLoS ONE: Kræft Genomics Identificerer Regulatory Gene Networks forbundet med overgangen fra Dysplasi til Advanced Lung adenokarcinomer induceret af c-Raf-1

Abstrakt

Baggrund

Lungekræft er en førende årsag til cancer sygelighed. For at forbedre forståelsen af ​​molekylære årsager til sygdom en transgen musemodel blev undersøgt hvor målrettede ekspression af serin threonin-kinase c-Raf åndedrætsorganerne epitel induceret initialy dysplasi og efterfølgende adenocarcinomer. Dette muliggør dissektion af genetiske hændelser forbundet med præcancerøse og kræft.

Metode /vigtigste resultater

Ved laser mikrodissektions kræft celle populationer blev høstet og udsat for hele genomet udtryk analyser. Gennemsnitlig 473 og 541 gener blev signifikant reguleres, når kræft versus transgene og ikke-transgene celler blev sammenlignet, hvilket giver anledning til tre forskellige og én fælles gen netværk. På fremskredne stadier af tumorvækst blev observeret overvejende undertrykkelse af genekspression, men gener tidligere vist sig at være opreguleret i dysplasi var også opreguleret i solide tumorer. Regulering af udviklingsmæssige programmer samt epitel mesenkymale og mesenkymale endotel overgang var en hal mærke adenokarcinomer. Additionaly, gener, der koder for celleadhæsion, dvs. integrinerne og den stramme og gap junction proteiner blev undertrykt, mens ligander til receptortyrosinkinase såsom EPI og amphiregulin blev opreguleret. Især blev Vegfr- 2 og dens ligand Vegfd, samt Notch og Wnt signaleringskaskader reguleret som var glycosylaser, der påvirker cellulær genkendelse. Andre regulerede signalmolekyler inkluderet guanin exchange faktorer, der spiller en rolle i en aktivering af MAP-kinaser mens flere tumorsuppressorer dvs. MCC, Hey1, Fat3, Armcx1 og Reck blev betydeligt undertrykt. Endelig kunne sandsynlige molekylære kontakter tvinger dysplastiske celler i malignt transformerede celler identificeres.

Konklusioner /Betydning

Denne undersøgelse giver indsigt i molekylære pertubations tillader dysplasi at komme videre til adenocarcinom induceret af exaggerted c- Raf kinase aktivitet

Henvisning:. Rohrbeck A, Borlak J (2009) Cancer Genomics Identificerer Regulatory Gene Networks forbundet med overgangen fra Dysplasi til Advanced Lung adenokarcinomer induceret af c-Raf-1. PLoS ONE 4 (10): e7315. doi: 10,1371 /journal.pone.0007315

Redaktør: Stefan Maas, Lehigh University, USA

Modtaget: Juli 6, 2009; Accepteret: September 13, 2009; Udgivet: 8. oktober, 2009

Copyright: © 2009 Rohrbeck, Borlak. 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:. Vi venligt anerkende finansieringen af ​​Ministeriet for Videnskab og Kultur, Niedersachsen, Tyskland; Grant nummer: 25A.5-76251-99-3 /00 til Juergen Borlak. 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

Den førende årsag til lungekræft er rygning. Mere end 80% af lungekræftpatienter enten aktivt ryger eller har røget i fortiden, selv om andre faktorer som udsættelse for asbest, radon, og genetiske faktorer kan bidrage til sygdommen så godt. Især på tidspunktet for diagnose omkring en tredjedel af patienterne er allerede i et fremskredent stadium IV sygdom derfor begrænse helbredende terapeutiske muligheder, mens 15-20% af patienterne udviser sygdomstegn på et tidligt stadium. Tumorer er klassificeret af morfologisk udseende og er opdelt i små celle (SCLC) og ikke-småcellet lungekræft (NSCLC), med NSCLC udgør ca. 75-80% af alle lungekræft. Denne gruppe er opdelt yderligere i planocellulært (35-40%) og adenocarcinomer (30-40%), hvor det store celle og de udifferentierede non-småcellet lungekræft udgør de resterende undertyper [1].

trods intensiv forskning de molekylære begivenheder er essentielle for udviklingen af ​​lunge adenocarcinomer forbliver undvigende, selvom det er veletableret, at sygdommen involverer aktivering af onkogener. For eksempel detekteres K-ras-mutationer i 20-30% af adenocarcinomer og inaktivering af tumorsuppressorgener, såsom p53, p16INK4a, og Rb er hyppigt forekommende såvel [2], [3], [4], [5 ]. Defekter i DNA-reparation veje og cellecykluskontrolpunkter tillader tumorceller at akkumulere mutationer, der er fordelagtige for vækst, invasion og spredning. Af væsentlig betydning er abnorm ekspression af vækstfaktorer, deres receptorer og deres signaleringsveje som kan resultere i uhæmmet celledeling. For eksempel er den transmembrane receptor EGFR (epidermal vækstfaktor receptor) udtrykkes i høje niveauer i adenocarcinomer [6]. EGFR og dets ligander, de neuregulins indlede en signaltransduktionskaskade involverer mitogenaktiveret proteinkinase vej, der udgør en vækststimulerende løkke i lungecancer [7]. Additionaly blev høj telomerase-aktivitet rapporteret for primær NSCLC især ved fremskredne stadier af sygdommen, mens i normale hvilende celler telomerase-aktivitet er ikke påvises. Der er behov for bedre at forstå den molekylære basis for tumorigensis og microarray undersøgelser er medvirkende til afkodning af lungekræft genom. Vi har for nylig rapporteret den molekylære karakterisering af lunge dysplasi i en c-Raf transgen musemodel, der udvikler lunge adenocarcinomer [8], [9]. Specifikt c-Raf er en serin /threonin-kinase proteine ​​og en direkte nedstrøms effektor af Ras. Det aktiveres til sin GTP-bundne tilstand som reaktion på forskellige ligander ved binding til deres beslægtede receptorer, og er involveret i flere signaleringskaskader. Unødig aktivering af Raf signalering er en central begivenhed i lunge adenocarcinom og denne musemodel rekapitulerer de genetiske begivenheder er forbundet med de forskellige stadier af tumor udvikling, dvs. fra lav til høj kvalitet dysplasi til højt og mindre differentierede adenokarcinomer. Der er også beviser for Raf-1 overekspression i humane lunge adenokarcinomer [10] og i en nylig rapport c-Raf viste sig at modvirke apoptose induceret af IFNa i humane lunge cancerceller [11], [12].

I vores seneste undersøgelse vi haft særlig fokus på de lovgivningsmæssige gen netværk forbundet med dysplasi og identificerede nogle molekylære reaktioner, der blev betragte som priming faktorer for malign transformation. Vi har nu rapporterer resultaterne af ca. 12 måneder gamle transgene mus for at få yderligere oplysninger på fremskredne stadier af sygdommen, dvs. uden dysplasi. Ved brug af laser mikrodissektion tryk catapulting (LMPC) tumorceller uden nogen kontaminering med normal epitel, blodkar, stromale celler og tumor nekrose kunne isoleres. Genom bred ekspression analyser af tumorlæsioner var end sammenlignet med transgene men ellers normale celler eller ikke-transgene celler. Vi kombinerede mikrodissektion med genekspression profilering til at bestemme differentielt udtrykte gener som at identificere genet regulerende netværk forbundet med adenocarcinom. Vi identificerede grupper af gener der handler i forståelse, der specifikt er forbundet med malign transformation, og vi identificerede kandidatgener og veje, der sandsynligvis bidrager til progression fra lunge dysplasi til kræft. Samlet set denne undersøgelse identificeret flere regulerende gen-netværk specifikt forbundet med progression fra dysplasi til malignt transformerede respiratorisk epitel.

Resultater

histologiske forandringer

Som shwon i figur 1, tolv måneder gamle dyr vise multifokal tumorvækst og typiske træk ved lunge-adenocarcinomer. De morfologiske abnormiteter vedrører cellestruktur, antal celler, og cytologisk udseende af epitelet. Specifikt typiske bronchioloar søjleformet epitel med lodret orienterede kerne erstattet af tumorceller. De tumorer celler er kolonneformat at polygonale med høj nukleare til cytoplasmatiske nøgletal, mærket pleomorphism, og fremtrædende nukleoler. Rigelige mitotisk aktivitet, men også tumorassocieret apoptose observeres.

Histologiske analyser af lungevæv fra mus transgene for lunge-målrettet ekspression af cRaf-1-proteinet. Lungevæv fra en 12-måneder gamle SP-C-c-Raf mus blev snittet på 10 um, fikseret i methanol /acetig syre og farvet med H blå, transgene ikke-tumor prøve; grønne, ikke-transgene prøver.

Vi udførte også hierarkisk gen klynge analyser og søgt efter det nærmeste par udtryk værdier på 3246 differentielt udtrykte gener, der er grupperet. Derfor dataene er organiseret i en fylogenetisk træ, hvor filialen længder repræsenterer graden af ​​lighed mellem de værdier. En klar adskillelse af de analyserede data (adenokarcinom, transgene men uændret lungevæv og ikke-transgene lungevæv) blev opnået (figur 4) og PCA og HCA grupperet data i overensstemmelse med deres biologiske tilstand. Tilsvarende blev genekspression data transgene SP-C /C-Raf lunge godt adskilt fra de ikke-transgene og adenocarcinomceller, tyder en stor forskel mellem disse grupper. Strenge cut-offs blev brugt. Med en estimeret falsk opdagelse på 0,1 vi opnåede i adenocarcinom 2727 signifikant regulerede gener (895 opreguleres og 1832 nedreguleres) sammenlignet med transgene men uændrede celler og 3765-generne (1401 opreguleret og 2364 nedreguleres) i adenocarcinom versus ikke-transgene celler. Sammenligning af disse datasæt resulterede i 2631 gener reguleres i almindelig i adenocarcinom (data ikke vist).

De normaliserede data blev anvendt til Wards Minimum Variance sammenkædning clustering algoritme. I alt 3246 differentielt udtrykte gener (gennemsnitlig kanal intensitet 100, FDR: 0,1, Bad flag: 5) blev anvendt i klyngen dendogram at opnå en klar adskillelse af de analyserede grupper (tumor, transgene og ikke-transgene). Expression værdier var farvekodede med en rød grøn skala. Grøn, transcript niveauer under medianen; sort, svarende til medianen og rød, er større end medianen.

Pathway analyse af betydeligt udtrykte gener

opfindsomhed Pathways Analysis (IPA) software blev ansat, og over 75% af regulerede gener blev kortlagt til forskellige netværk i IPA-databasen. Disse netværk beskriver funktionelle relationer mellem genprodukter baseret på resultater præsenteres i peer-reviewed videnskabeligt validerede biologiske veje. Taget under ét, kunne 24 og 30 netværk defineres til sammenligning adenocarcinom vs transgene og adenocarcinom vs ikke-transgene celler. Baseret på pathway analyse top 4 net nåede en score på 40 eller højere og indeholdt 20 eller flere gener i hvert af netværkene i sammenligningen adenocarcinom vs transgene celler (figur 5 og 6) og i adenocarcinom vs ikke-transgene celler (figur 7 og 8). Dette viser den nøje sammenhæng og samspil mellem de væsentligt regulerede gener i lungekræft. Netværkene blev specifikt associeret med cellesignalering, celleadhæsion, proliferation og vækst, udvikling og lipidmetabolismen (Supplerende figur S1 og S2). I det følgende vil vi beskrive prominente eksempler.

Opfindsomt netværk genereret ved at kortlægge de fokus gener, der blev differentielt udtrykte mellem tumor og transgene uændret lungevæv (del I). Hvert netværk vises grafisk med gener /genprodukter som knudepunkter (forskellige former repræsenterer de funktionelle klasser af genprodukterne) og de biologiske forhold mellem knudepunkter som kanter (linjer). Længden af ​​en kant afspejler beviserne i litteraturen understøtter denne node-til-node forhold. Intensiteten af ​​knudepunktet farve indikerer graden af ​​op- (rød) eller nedregulering (grøn) af det respektive gen. En ubrudt linie uden pil angiver protein-protein-interaktion. Pile angiver retningen for handling (enten med eller uden binding) af et gen til en anden. IPA-netværk blev genereret på følgende måde: Ved upload af gener og tilsvarende fold-change udtryk værdier (gjort separat for tumor vs transgene og tumor vs ikke-transgene differentielt udtrykte gener), blev hvert gen id knyttet til dens tilsvarende gen objekt i IPA Viden Base (en del af IPA algoritme). Fold-change udtryk værdier blev brugt til underskrevne gener, hvis udtryk var forskelligt reguleret; disse “fokus gener” blev lagt oven på et globalt molekylært netværk indeholdt i IPA Knowledge Base. Netværk af disse indsatsområder gener blev derefter algoritmisk genereret ud fra deres tilslutning og scoret i forhold til antallet af indsatsområder gener inden for netværket samt i henhold til styrken af ​​deres sammenslutninger.

Opfindsomt netværk genereret af kortlægning de fokus gener, der blev differentielt udtrykte mellem tumor og transgene uændret lungevæv (del II).

Opfindsomt netværk genereret ved at kortlægge de fokus gener, der blev differentielt udtrykte mellem tumor og ikke-transgene uændret lungevæv ( del I).

Opfindsomt netværk genereret ved at kortlægge de fokus gener, der blev differentielt udtrykte mellem tumor og ikke-transgene uændret lungevæv (beskrivelser se fig. 6) (del II).

aberrerende celle signalering

Vi søgte efter gener involveret i cellesignalering og fundet 6 gener at være opreguleret i adenocarcinom i området mellem 5.9 til 28.1-fold samt 36 gener, der skal nedreguleres på mellem -3,8 til -29,4 gange når transgene men morfologisk uændret lungevæv blev sammenlignet. Ligeledes 5 gener blev opreguleret mellem 7,4 til 30,0 gange og 42 gener blev nedreguleret (-4.1 til -35,2 gange) sammenlignet med ikke-transgen lungevæv. Især Pthlh (parathyreoideahormon-lignende hormon protein) var 28,1 gange up-reguleret og viste sig at være ansvarlig for hypercalcæmi forbundet med malignitet [13], men de seneste undersøgelser har afsløret sine vækstregulerende virkninger [14]. Desuden dens vigtige regulatoriske virkninger på calcium, er en vækstfaktor for maligne cellelinjer af mange væv, herunder dem af knoglen, nyre og prostata [15], [16], [17]. Vigtigt er overdrevet Pthlh produktion hyppigt observeret i lunge carcinom-cellelinier og viste sig at være overudtrykt i alle typer af lungecarcinom [18], [19]. I modsætning hertil blandt de ned-regulerede gener flere kode for guanin nukleotid udveksling faktorer (GEFs). Generelt GEFs stimulere dissociation og udveksling af bundet BNP (Guanosindifosfat) for GTP (guanosin triphosphat) om Ras som respons på opstrøms stimuli. Således binding af GTP aktiverer Ras-proteiner. I adenocarcinom RasGRP2 er -9,3 gange nedreguleret og en lignende -9,9 gange nedregulering blev bestemt i en sammenligning med ikke-transgene celler. Især er RasGRP2 målrettet mod plasmamembranen ved en kombination af N-terminal myristoylering og palmitoylering [20]. Vi fandt RasGRP3 -5,4-fold nedreguleret i adenocarcinom sammenlignet med transgene men ellers uændrede celler og -6,9-fold nedreguleret i en sammenligning med ikke-transgene celler. I modsætning til de nedregulerede GEFs, fandt vi RasGRF1 (RAS protein-specifik guanin nukleotid-frigørende faktor 1) 11,3-fold opreguleret i adenocarcinom i sammenligning med transgene og 25,4-fold i sammenligning adenocarcinom vs ikke-transgen. Specifikt RasGRF1 er et calcium-stimuleret udveksling faktor for Ras og Rac. Derudover RasGRF1 er et substrat af tyrosinkinase Src, og det lader til, at oligomerisering af RasGRFs er nødvendig for dets biologiske funktioner [21].

Overraskende Ras GTPase-aktiverende proteiner (RasGAPs) er ikke reguleret i lunge adenocarcinom. Selv om både de RasGEFs og RasGAPs proteiner er nødvendige for at fuldføre en fuld GTPase cyklus og muliggøre en switch mellem en inaktiv og aktiv tilstand af Ras, aktiveringstilstanden af ​​disse Ras-proteiner, men ikke ekspressionsniveauet, kan bestemme de cellulære virkninger . Derudover fandt vi nedreguleret Rho guanin nukleotid exchange faktorer såsom ArhGEF15 (Rho guanin nukleotid udveksling faktor 15) (-9,4 gange adenocarcinom vs transgene /-10,7 gange adenocarcinom vs ikke-transgene), ArhGEF10 (Rho guanin nukleotid udveksling faktor 10) (-5.1-fold adenocarcinom vs transgene /-6.3-fold adenocarcinom vs ikke-transgen) og Rho GTPase aktiverende protein, ArhGAP20 (Rho GTPase aktiverende protein 20) (-6.0-fold adenocarcinom vs transgene /-8.5-fold adenocarcinom vs ikke-transgen), der skal undertrykkes. Ligesom Ras proteiner, er disse Rho proteiner aktiveres via ekstracellulære signaler, der forårsager binding og hydrolyse af GTP og induktion af downstream effektor molekyler [22].

Næste til medlemmerne af GEF familie vi observerede regulering af molekyler i Wnt signalering pathway. Faktisk Wnt proteiner omfatter en familie af udskilte glycoproteiner, der spiller forskellige roller i udvikling, celleproliferation, cellepolaritet og celle skæbne beslutsomhed [23], [24]. Binding af wnt molekyler på frizzled transmembrane receptorer stimulerer en aktivering af Wnt-signal-vejen. Ved aktivering af den kanoniske Wnt signal pathway dannelsen af ​​axin af medierede nedbrydning kompleks inhiberes og cytosolisk β-catenin er stabiliseret. Som en konsekvens β-catenin beriger sig i kernen for at interagere med transkriptionsfaktorer for TCF /Lef familie. Vi observerede Wnt2 (wingless-relateret MMTV integration site 2) at være -13,8 gange undertrykt i cancer og -16,2-fold ned reguleret sammenlignet med ikke-transgene celler. Vigtigere er det, Wnt gener spiller en rolle som mediatorer af epitel-mesenkymale interaktioner i udviklingslandene lunge. Det er blevet vist, at Wnt2 overvejende udtrykkes i mesenkymet i lungen udvikling [25]. Tyder på, at Wnt signalvejen er nødvendig for specifikation og differentiering af lungeepitelceller [26], [27] og spiller en rolle i lungecancer [28], [29]. Ikke desto mindre, ændringer i Wnt signalvejen i lungekræft er stadig uklare og er temmelig kontroversielle. For eksempel er det blevet rapporteret, at immunhistokemisk positiv farvning af β-catenin i kernen blev observeret i mindre end 10% af de primære ikke-småcellede adenokarcinomer og var forbundet med bedre prognose [30]. I modsætning hertil rapporter tyder komponenter af Wnt-signal-vejen i metastatisk lungecancer at blive induceret [27]. Desuden er der i den ikke-småcellet lungecancer-cellelinie H292, p- catenin samt yderligere gener af Wnt-signal-vejen blev opreguleret [31]. Ligeledes blev en opregulering af Wnt5a observeret i lungecarcinom og beskrevet i forbindelse med tumorudvikling [32]. I modsætning til vores resultater, blev Wnt2 rapporteret at blive forøget i humane ikke-småcellet lungekræft væv [33]. Vi observerede også undertrykkelse af Tcf21. Dette protein tilhører familien af ​​grundlæggende helix-loop-helix transkriptionsfaktorer og var -17,7 gange nedreguleret i cancer sammenlignet med transgene og -20,8 gange sammenlignet med ikke-transgene. Tcf21 er kendt for Forster differentiering af epitelceller støder op til mesenchymale og er en kritisk molekyle til lunge udvikling [34]. Faktisk hyppig promotor hypermethylering af Tcf21 blev rapporteret i primære lunge adenokarcinomer [35].

Udover ændrede Wnt signalmolekyler fandt vi Notch vej at blive reguleret så godt. Notch 4 var -6,8 gange nedreguleret i adenocarcinom i forhold til transgene og -7,6-fold ned reguleret i sammenligningen adenocarcinom versus ikke-transgene. Specifikt Notch 4 (Notch gen homolog 4), et medlem af den transmembrane Notch-familien af ​​receptorer udtrykkes primært i embryonisk endotel og hos voksne endotel [36]. Efter binding af dens ligand, Delta4, bliver denne receptor aktiveres. Når den er aktiveret, det intracellulære subunit translokerer ind kernerne og regulerer transkription af mange gener og regulerer bl.a. vaskulær endotelcelle vækstfaktor (VEGF), NFKB og Hes-1 [37], [38]. Aktivering af Notch signalering spiller en vigtig rolle i udvikling og vedligeholdelse af neoplastiske fænotyper [39], [40], [41].

Ombygning af celleadhæsion

Vi fandt Chl1 (celleadhæsionsmolekyle med homologi med L1CAM) et medlem af L1-genfamilien af ​​neurale celleadhæsionsmolekyler som 20,4-fold opreguleret men op til 50 gener blev nedreguleret, f.eks Icam2 (intercellulært adhæsionsmolekyle 2) (-9,4 gange), Pecam1 (blodplade /endotelcelle-adhæsionsmolekyle 1) (-5,4 gange), Sell (selectin, lymfocyt) (-8,6 gange), Cdh5 (cadherin 5) ( -8.4-fold), Itga1 (integrin alpha 1) (-4.0-fold) og Itga8 (integrin alpha 8) (-16.1 gange) i adenocarcinom vs transgene celler. Specifikt Chl1 er et medlem af immunoglobulin-superfamilien af ​​neurale celleadhæsionsmolekyler og det er overudtrykt i de centrale og perifere nervesystemer [42], [43], men, L1 homologer er blevet beskrevet til andre celletyper af forskellig oprindelse som godt, herunder endotelceller, epitelceller, retikulære fibroblaster og celler af lymfoid og myelomonocytisk oprindelse [44], [45], [46]. Flere undersøgelser linker L1 til bevægelige processer involveret i tumorcelle ekstravasation og formidling gliom i hjernen [47]. De seneste rapporter link L1 udtryk for melanom metastaser [48] og æggestokkene og livmoderen kræftsvulster forbundet med dårlig klinisk resultat [49], men, regulering af Chl1 i lungekræft er ny og kan fungere som co-receptor for integrin og vækstfaktorer [50]. I denne henseende Icam2, dvs. et medlem af immunoglobulin-supergenfamilien af ​​adhæsionsproteiner, der tjener som kontra-receptoren for leukocyt funktion antigen-1 (LFA-1 /eller CD11a /CD18) er af stor interesse [51]. Det er nært beslægtet med ICAM1, men har kun to Ig-lignende ekstracellulære domæner, sammenlignet med de fem Ig domæner ICAM1 [52]. Icam2 cytoplasmatiske hale kan interagere med ezrin in vitro. Ezrin er medlem af ERM (ezrin, radixin, og moesin) -familien, som kan fungere som en linker mellem plasmamembranen og actincytoskelettet [53]. For nylig er det blevet rapporteret, at en øget Icam2 ekspression på cancerceller forbedrer adhæsion og forstærker den cytotoksiske aktivitet af immunceller, såsom NK-celler, hvilket resulterer i en reduktion af metastase [54]. Vi fandt Sell (L-selectin), der skal reguleres, som koder for et lectin-bindende protein og vides at blive udtrykt af leukocytter. Denne adhæsionsmolekyle medierer den indledende binding af leukocytter til endotelceller, som tillader leukocytter til at rulle langs venular væg [55], [56]. Lymfocytter og neutrofiler udviser en reversibel tab af Sell ekspression efter cellulær aktivering, der resulterer fra endoproteolytisk frigivelse af receptoren fra celleoverfladen [57]. Opløselig Sell er funktionelt aktiv og er til stede i høje niveauer i humant plasma. Nedsatte niveauer af L-selectin observeres i serum hos patienter, som udvikler akut lungesvigt [58]. Det har vist sig, at Sell er i stand til at transmittere intracellulære signaler, herunder øget tyrosin phosphorylering og aktivering af MAP-kinase i neutrofiler [59]. Der er stigende evidens for Pecam1 en celleadhæsionsmolekyle at interagere med integrinα

Vp

3 og spiller en rolle i angiogenese [60]. Desuden endothelcelle rør dannelse afhænger Pecam1 og cadherin 5 [61], som efter vores undersøgelse blev nedreguleret. I denne henseende cadherin 5, en større cadherin i endotelceller, er fortrinsvis lokaliseret ved interendothelial celle junctions [62]. Cadheriner er organiseret i forbindelsesepitoper strukturer, dvs. adherensovergange. I sådanne knudepunkter, er cadheriner grupperet og forbundet gennem deres cytoplasmatiske domæne med et komplekst netværk af cytoskeletale proteiner. Gennem deres homofil vekselvirkninger, de spiller en rolle i sortering celler af forskellige afstamninger under embryogenese, oprettelse cellepolaritet, at opretholde vævsmorfologi og celledifferentiering [63], [64].

Regulering af tætte og gap junctions

Vi fandt Cldn5 (claudin 5), der skal betydeligt undertrykt i lunge adenocarcinom. En funktionel sammenhæng er blevet foreslået til Cdh5 at styre Cldn5 ekspression [65]. Specifikt Claudin 5 er en større claudin identificeret i normale endotelceller [66], men udtrykkes også i type II alveolære epitelceller [67]. Den danner homooligomeres og er lokaliseret på den apikale-tight junction region i både bronkier og bronkioler [68].

Desuden er mange rapporter tyder på, at adherensovergange (AJS) og tætte forbindelser skal forbindes, og at AJs påvirke stramme junction organisation. Regulering af claudin 5 udtryk ved cadherin 5 kan derfor styrker sådan krydstale mellem stram og adherensovergange at fremme tumorvækst og metastase.

Vi fandt Cldn2 (13,4 gange) signifikant opreguleret i adenocarcinom. Cldn2 (claudin 2) har vist sig at ændre tumor invasion af reguleringen af ​​matrixmetalloproteinaser (MMP). Både claudin 2 og claudin 5 er i stand til at aktivere membran-type 1-MMP-medieret pro-MMP-2 behandling. Rapporter tyder medlemmer af claudin-familien skal moduleres under onkogen transformation og kan derfor spille en vigtig rolle i at påvirke tumor progression og invasion [69], [70].

Udover betydelig regulering af stram junction kodning gener vi fandt gap junction protein Gja5 (gap junction-membran kanal protein alfa 5 eller såkaldt connexin 40) -7,3-fold ned reguleret i adenocarcinom og -8,7 gange undertrykt når sammenlignet med ikke-transgene celler. Gja5 er medlem af connexiner og koder for et gap junction-protein, der er overudtrykt i de lunge, vaskulær endotel, og dele af det kardiale ledningssystem [71]. Nylige undersøgelser bekræftede Gja5 /Cx40 genekspression i lungevæv [72], og at Gja5 /Cx40 blev udtrykt på samme måde i normal lunge og mindre størrelse lungetumorer, men dens udtryk faldt i store størrelse tumorer [73]. Især afvigende hul junktion intercellulær kommunikation er et vigtigt træk ved maligne celler og tillader neoplastiske celler at undslippe den vævsspecifikke vækstkontrol [74], [75].

Regulering af tyrosinkinasereceptorer og deres ligander

Flere undersøgelser har undersøgt den rolle, vækstfaktorreceptorer og deres ligander i aktiveringen af ​​Ras. Derfor har vi søgt efter regulerede vækstfaktorer og deres receptorer og observerede 5 gener at være opreguleret på mellem 6,3-26,6 gange, f.eks Areg (amphiregulin), ereg (epiregulin), og op til 70 gener nedreguleret (-3.8 til -29,4 gange), fx FGF7 (fibroblastvækstfaktor 7), FGFR4 (fibroblastvækstfaktorreceptor 4), Pdgfb (blodpladeafledt vækstfaktor beta polypeptid)), Vegfd /FIGF (c-fos-induceret vækstfaktor) og VEGFR2 /KDR (vaskulær endotelvækstfaktor-receptor – 2) når transgene men morfologisk uændrede lungevæv blev sammenlignet med adenocarcinomer. Ligeledes 12 gener var opreguleret mellem 7,4 til 598,1 gange og 71 gener blev nedreguleret (-4.1 til -30,4 gange) sammenlignet med ikke-transgen lungevæv. Især Areg (amphiregulin) og ereg (epiregulin), ligander af epidermal vækstfaktor receptor (EGFR) var stærkt signifikant opreguleret (op til 600 gange). Det er blevet foreslået, at forhøjet ekspression af Areg og ereg kan spille en vigtig rolle i tumorvækst og resultere i kronisk EGFR stimulering efterfulgt af forøget proliferation. Faktisk er epiregulin normaly undertrykt i humane celler, men rapporteres at blive omfattende aktiveret i tumorer [76], men en undersøgelse viste, at aktivering af telomerase og efterfølgende induktion af epiregulin er nødvendige for vedvarende celleproliferation [77]. Ligeledes blev Areg transcript identificeret i en række humane tumorer [78]. Vigtigere, nye oplysninger tyder på Areg at hæmme apoptose i ikke-småcellet lungekræft-cellelinjer [79]. Udover markant opregulering af Areg og ereg, fandt vi fibroblast vækstfaktor 7 -5,4-fold-nedreguleret i adenocarcinom og -6,4-fold nedreguleret i adenocarcinom vs ikke-transgene celler. Derudover FGFR4 var -15,2 gange og -18,6-fold nedreguleret i cancer. Denne monomere receptortyrosinkinase kan inducere angiogen, mitogene og differentieringsfaktorer responser i celler [80]. Dysregulering af denne vej blev demonstreret i adskillige tumorer, herunder lungecancer [81], men i modsætning til vores undersøgelse blev rapporteret komponenter af FGF-signalvejen, der skal opreguleres [82].

I den forbindelse fandt vi Vegfd