Протеомное исследование 2002 опухолей выявило 11 молекулярных подтипов панрака в 14 типах рака
Новое исследование, в котором проанализированы уровни белка в 2002 первичных опухолях из 14 типов рака на основе тканей, выявило 11 различных молекулярных подтипов, предоставив систематизированные знания, которые значительно расширяют доступную для поиска онлайн-базу данных, которая стала популярной платформой для анализа данных о раке пользователями во всем мире.
Портал анализа онкологических данных Университета Алабамы в Бирмингеме, или UALCAN, был разработан и выпущен для публичного использования в 2017 году в качестве удобного для пользователя портала для анализа панраковых данных, включая транскриптомику, эпигенетику и протеомику. Исследователи из более чем 100 стран посетили сайт UALCAN почти 920 000 раз, и его цитировали более 2750 раз.
«UALCAN — это попытка предоставить исчерпывающие данные о раке исследователям и клиницистам в удобном для пользователя формате, чтобы они могли делать открытия и находить иголки в стоге сена», — сказал Сорианараяна Варамбалли, доктор философии, профессор кафедры патологии UAB молекулярного и клеточной патологии и директор программы исследования трансляционной онкологической патологии UAB. «Обнаружение рака, диагностика, лечение, излечение и исследования требуют глобальных командных усилий, а для понимания огромного количества данных требуется способ анализа и интерпретации этих данных».
Рак представляет собой сложное заболевание, и его инициация, прогрессирование и метастазирование, распространение в отдаленные органы связаны с динамическими молекулярными изменениями при каждом типе рака. Отдельные больные раком демонстрируют вариации, помимо некоторых общих геномных событий.
В новом исследовании Варамбалли работал с давним сотрудником Чадом Крейтоном, доктором философии из Медицинского колледжа Бэйлора, Хьюстон, Техас. Крейтон возглавил протеомное исследование, опубликованное в Nature Communications: «Протеогеномная характеристика рака человека 2002 года выявляет молекулярные подтипы панрака и связанные пути». Это дополняет два ранних исследования протеомики, опубликованные в 2019 и 2021 годах.
Ранее команда провела анализ транскриптов РНК, предоставив данные исследователям через UALCAN, чтобы определить, какие пути используют бесчисленные формы рака для роста, распространения и агрессивности. В этом недавнем исследовании команда провела и внедрила крупномасштабный протеомный анализ. Данные и результаты дают новые идеи для дальнейших исследований и возможных терапевтических вмешательств.
Протеом представляет собой комплемент белков, экспрессируемых в клетке или ткани, и их можно измерить количественно благодаря последним технологическим достижениям в области масс-спектрометрии. В клетках ДНК образует мРНК, а мРНК — белок. Этот процесс известен как центральная догма молекулярной биологии. Белки являются основными функциональными частями клеток, имеющими решающее значение для клеточного метаболизма, структуры, роста, передачи сигналов и движения.
Типы рака, представленные в наборе протеомных данных UALCAN, включают рак молочной железы, колоректальный рак, рак желудка, глиобластому, рак головы и шеи, рак печени, аденокарциному легкого, плоскоклеточный рак легкого, рак яичников, рак поджелудочной железы, головной мозг у детей, рак предстательной железы, почки и матки. Количество опухолей в каждом типе рака в исследовании варьировалось от 76 до 230, в среднем 143. Интересно, что подтипы панрака, основанные на протеоме, обнаруженные в текущем исследовании, пересекаются с опухолевыми линиями.
Набор протеомных данных компендиума получен из 17 отдельных исследований. Соответствующие мультиомные данные были доступны для большинства этих опухолей, включая уровни мРНК, малые соматические мутации и вставки/делеции ДНК, а также изменения количества соматических копий ДНК.
В целом исследователи обнаружили, что экспрессия белков генов в опухолях широко коррелирует с соответствующими уровнями мРНК или изменениями числа копий. Однако были и некоторые заметные исключения.
Они определили 11 различных подтипов панрака на основе протеома, названных от s1 до s11, которые могут дать представление о нарушенных путях и процессах в опухолях, которые делают их раковыми. Каждый подтип охватывал несколько типов рака на основе тканей, хотя подтип s11 был специфичен для опухолей головного мозга, включая глиобластомы и опухоли головного мозга у детей.
Каждый подтип выражал определенные категории генов, некоторые из которых уже наблюдались в предыдущем, менее всестороннем протеомном исследовании. Три подтипа показали новые категории генов: подтип s7 с генами «наведения аксона» и «завитого связывания», подтип s10 с генами «репарации ДНК» и «организации хроматина» и подтип s11 с «синапсом», «дендритом» и «аксоном». гены.
На уровне ДНК исследование детализировало различия между основанными на протеоме подтипами в изменении общего числа копий генов и соматических мутациях в подтипах, связанных с более высокой активностью пути, как это следует из данных протеома или транскриптома.
«Результаты нашего исследования обеспечивают основу для понимания молекулярного ландшафта рака на уровне протеома для интеграции и сравнения данных с другими молекулярными коррелятами рака», — сказал Варамбалли. «Связанные наборы данных и ассоциации на уровне генов представляют собой ресурс для исследовательского сообщества, в том числе помогают идентифицировать гены-кандидаты для функциональных исследований и дальнейшей разработки кандидатов в качестве диагностических маркеров или терапевтических мишеней для конкретных подмножеств рака.
«Кроме того, это исследование подтверждает идею о том, что рак следует всесторонне исследовать на уровне белка, хотя исторически профилирование экспрессии в опухолях в основном ограничивалось уровнем транскриптов РНК. Многие анализы в этой постоянно развивающейся платформе анализа данных о раке основаны на по запросам пользователей или экспертов, и команда в долгу перед исследователями, которые используют эту платформу для открытий, которые имеют значение в исследованиях рака».
Некоторые из больших наборов данных для сайта UAB создаются консорциумами, такими как Атлас генома рака или TCGA, и Консорциумом клинического протеомного анализа опухолей, или CPTAC, Национального института рака.
Точное нацеливание на рак требует идентификации индивидуальных или специфичных для подкласса геномных и молекулярных изменений. Чтобы помочь исследователям рака выполнять различные анализы данных для лучшего понимания этих больших наборов данных, Даршан Шимога Чандрашекар, доктор философии, руководил разработкой портала UALCAN под руководством Варамбалли. Обновления этого постоянно развивающегося портала недавно были опубликованы в Neoplasia.
Инициатива UALCAN и ее постоянное развитие включают в себя вклад группы экспертов, включая биоинформатики, компьютерных ученых, статистиков, биологов-онкологов, патологов и онкологов. «Это командный научный подход, позволяющий глобальной группе исследователей рака бороться с раком», — сказал Варамбалли.
Поддержку оказали гранты Национальных институтов здравоохранения CA125123 и CA118948 и грант Министерства обороны США W81XWH-19-1-0588.
Соавторами этого исследования являются Yiqun Zhang и Fengju Chen из Медицинского колледжа Бейлора и Chandrashekar из отделения патологии UAB, отделения молекулярной и клеточной патологии.
Патология — это отделение Медицинской школы Марникса Э. Херсинка в UAB. Варамбалли является старшим научным сотрудником Комплексного онкологического центра О’Нила и Института информатики в UAB, а также содиректором темы биологии рака в аспирантуре биомедицинских наук в UAB. Он занимает должность помощника в Мичиганском центре трансляционной патологии Мичиганского университета в Анн-Арборе.
Короткий URL: https://nexusrus.com/?p=131061
Добавил: