Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
caGEDA: một ứng dụng web cho phân tích tích hợp các mô hình biểu hiện gen toàn cầu trong ung thư
Tóm tắt
Sự bùng nổ dữ liệu vi mảng từ các nghiên cứu thí điểm, nghiên cứu cơ bản và các thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn yêu cầu phát triển các công cụ tính toán tích hợp không chỉ có thể phân tích các mô hình biểu hiện gen mà còn có thể đánh giá các phương pháp phân tích đã được áp dụng và sau đó cung cấp động lực cho việc diễn giải dịch trong giai đoạn hậu phân tích các mô hình đó. Chúng tôi đã phát triển một ứng dụng web có tên caGEDA (cancer gene expression data analyzer) có thể: (1) tải lên các hồ sơ biểu hiện gen từ vi mảng cDNA hoặc oligonucleotide; (2) thực hiện một loạt các chuẩn hóa tuyến tính liên tiếp; (3) xác định các gen được biểu hiện khác biệt bằng cách sử dụng nhiều loại kiểm tra - hoặc kiểm tra ngưỡng hoặc kiểm tra hoán vị; (4) tạo ra các bảng tham khảo tài liệu đến các bài báo báo cáo rằng các gen cụ thể (được xác định bằng các số truy cập) được điều chỉnh lên hoặc xuống trong các loại ung thư cụ thể; (5) ước tính sai số của việc dự đoán lớp mẫu sử dụng tập gen quan trọng cho các đặc trưng; (6) thực hiện học tập đã được xác minh với độ thiên thấp và chính xác bằng cách sử dụng ba kỹ thuật xác minh tính toán (xác minh bỏ qua một, xác minh k gập, xác minh resampling ngẫu nhiên); và (7) xác minh một bộ phân loại với một bộ xác minh được chọn ngẫu nhiên hoặc do người dùng định nghĩa. Các gen quan trọng được báo cáo trong một bảng liên kết đến các mục trong các cơ sở dữ liệu sau: LocusLink, Genome View, UCSC, Ensembl, UniGene, dbSNP, AmiGO và OMIM. caGEDA được tích hợp hoàn hảo qua các biểu mẫu nhúng với máy chủ 2HAPI của UCSD (Đại học California tại San Diego) (để khám phá các thuật ngữ tiêu đề y khoa (MeSH)) và EZ-Retrieve (để xác định các yếu tố phiên mã chung nằm phía thượng nguồn của các tập gen có các chế độ biểu hiện khác biệt tương tự). caGEDA cung cấp một loạt các kiểm tra đã được mô tả và kiểm tra mới cho các gen được biểu hiện khác biệt, nổi bật nhất là kiểm tra độ có thể phân biệt ngẫu nhiên, điều này là phù hợp nhất để xác định các gen được biểu hiện khác biệt một cách có ý nghĩa trong một tập con bệnh nhân. caGEDA, là phần mềm nguồn mở và miễn phí cho người dùng học thuật, sẽ sớm được nâng cao đáng kể bằng cách hoạt động với các thành phần của lưới sinh học ung thư mới của Viện Ung thư Quốc gia (caBIG).
Từ khóa
#biểu hiện gen #ung thư #phân tích dữ liệu vi mảng #công cụ tính toán tích hợp #xác minh tính toánTài liệu tham khảo
ACME Laboratories. 2001. ACME Laboratories freeware [online]. Accessed 7 Apr 2004. URL: http://www.acme.com
Alizadeh A, Eisen M, Davis RE et al. 2000. Distinct types of diffuse large B-cell lymphoma identified by gene expression profiling. Nature, 403:503–11.
Allander SV, Illei PB, Chen Y et al. 2002. Expression profiling of synovial sarcoma by cDNA microarrays: association of ERBB2, IGFBP2, and ELF3 with epithelial differentiation. Am J Pathol, 161:1587–95.
Alon U, Barkai N, Notterman DA et al. 1999. Broad patterns of gene expression revealed by clustering analysis of tumor and normal colon tissues probed by oligonucleotide arrays. Proc Natl Acad Sci USA, 96:6745–50.
Beer DG, Kardia SL, Huang CC et al. 2002. Gene-expression profiles predict survival of patients with lung adenocarcinoma. Nat Med, 8:816–24.
Bittner M, Meltzer P, Chen Y et al. 2000. Molecular classification of cutaneous malignant melanoma by gene expression profiling. Nature, 406:536–40.
Buetow KH, Klausner RD, Fine H et al. 2002. Cancer molecular analysis project: weaving a rich cancer research tapestry. Cancer Cell, 1: 315–18.
Bussey KJ, Kane D, Sunshine M et al. 2003. MatchMiner: a tool for batch navigation among gene and gene product identifiers. Genome Biol, 4:R27.
Chakrabarti R, Robles LD, Gibson J et al. 2002. Profiling of differential expression of messenger RNA in normal, benign, and metastatic prostate cell lines. Cancer Genet Cytogenet, 139:115–25.
Chan WC, Huang JZ. 2001. Gene expression analysis in aggressive NHL. Ann Hematol, 80(Suppl 3):B38–41.
Chang JC, Wooten EC, Tsimelzon A et al. 2003. Gene expression profiling predicts therapeutic response to docetaxel in breast cancer patients. Lancet, 362:362–9.
Chopra A, Brown KM, Rood BR et al. 2003. The use of gene expression analysis to gain insights into signaling mechanisms of metastatic medulloblastoma. Pediatr Neurosurg, 39:68–74.
Chua MS, Sarwal MM. 2003. Microarrays: new tools for transplantation research. Pediatr Nephrol, 18:319–27.
Cooper CR, Chay CH, Gendernalik JD et al. 2003. Stromal factors involved in prostate carcinoma metastasis to bone. Cancer, 97(Suppl 3):739–47.
Covitz PA, Hartel F, Schaefer C et al. 2003. caCORE: a common infrastructure for cancer informatics. Bioinformatics, 18:2404–12.
Cunningham MJ, Liang S, Fuhrman S et al. 2000. Gene expression microarray data analysis for toxicology profiling. Ann NY Acad Sci, 919:52–67.
Dan S, Tsunoda T, Kitahara O et al. 2002. An integrated database of chemosensitivity to 55 anticancer drugs and gene expression profiles of 39 human cancer cell lines. Cancer Res, 62:1139–47.
Dangond F, Hwang D, Camelo S et al. 2004. Molecular signature of late-stage human ALS revealed by expression profiling of postmortem spinal cord gray matter. Physiol Genomics, 16:229–39.
DePrimo SE, Wong LM, Khatry DB et al. 2003. Expression profiling of blood samples from an SU5416 phase III metastatic colorectal cancer clinical trial: a novel strategy for biomarker identification. BMC Cancer, 3:3.
DeRisi JL, Iyer VR, Brown PO. 1997. Exploring the metabolic and genetic control of gene expression on a genomic scale. Science, 278:680–6.
de Vos S, Hofmann WK, Grogan TM et al. 2003. Cell cycle alterations in the blastoid variant of mantle cell lymphoma (MCL-BV) as detected by gene expression profiling of mantle cell lymphoma (MCL) and MCL-BV. Diagn Mol Pathol, 12:35–43.
Dudoit S, Fridlyand J. 2002. A prediction-based resampling method to estimate the number of clusters in a dataset. Genome Biol, 3: 0036.1–0036.21.
Efron B. 1979. Bootstrap methods: another look at the jackknife. Ann Stat, 7:1–26.
Eyster KM, Lindahl R. 2001. Molecular medicine: a primer for clinicians. Part XII: DNA microarrays and their application to clinical medicine. SDJ Med, 54:57–61.
Fink JL, Drewes S, Patel H et al. 2003. 2HAPI: a microarray data analysis system. Bioinformatics, 19:1443–5.
Furey TS, Cristianini N, Duffy N et al. 2000. Support vector machine classification and validation of cancer tissue samples using microarray expression data. Bioinformatics, 16:906–14.
Garber ME, Troyanskaya OG, Schluens K et al. 2001. Diversity of gene expression in adenocarcinoma of the lung. Proc Natl Acad Sci USA, 98:13784–9. [Erratum in: Proc Natl Acad Sci USA, 2002; 99:1098.]
Gildea JJ, Seraj MJ, Oxford G et al. 2002. RhoGDI2 is an invasion and metastasis suppressor gene in human cancer. Cancer Res, 62: 6418–23.
Giles ED, Singh G. 2003. Role of insulin-like growth factor binding proteins (IGFBPs) in breast cancer proliferation and metastasis. Clin Exp Metastasis, 20:481–7.
Golub TR, Slonim DK, Tamayo P et al. 1999. Molecular classification of cancer: class discovery and class prediction by gene expression monitoring. Science, 286:531–7.
Hawse JR, Hejtmancik JF, Huang Q et al. 2003. Identification and functional clustering of global gene expression differences between human age-related cataract and clear lenses. Mol Vis, 9:515–37.
Hayden PS, El-Meanawy A, Schelling JR et al. 2003. DNA expression analysis: serial analysis of gene expression, microarrays and kidney disease. Curr Opin Nephrol Hypertens, 12:407–14.
Hedenfalk I, Duggan D, Chen Y et al. 2001. Gene-expression profiles in hereditary breast cancer. N Engl J Med, 344:539–48.
Inoue H, Matsuyama A, Mimori K et al. 2002. Prognostic score of gastric cancer determined by cDNA microarray. Clin Cancer Res, 8: 3475–9.
Ji B, Chen XQ, Misek DE et al. 2003. Pancreatic gene expression during the initiation of acute pancreatitis: identification of EGR-1 as a key regulator. Physiol Genomics, 14:59–72.
Kallioniemi OP. 2001. Biochip technologies in cancer research. Ann Med, 33:142–7.
Kaminski N, Allard J, Heller RA. 2000. Use of oligonucleotide arrays to analyze drug toxicity. Ann NY Acad Sci, 919:1–8.
Khatua S, Peterson KM, Brown KM et al. 2003. Overexpression of the EGFR/FKBP12/HIF-2alpha pathway identified in childhood astrocytomas by angiogenesis gene profiling. Cancer Res, 63: 1865–70.
Kihara C, Tsunoda T, Tanaka T et al. 2001. Prediction of sensitivity of esophageal tumors to adjuvant chemotherapy by cDNA microarray analysis of gene-expression profiles. Cancer Res, 61:6474–9.
Kikuchi T, Daigo Y, Katagiri T et al. 2003. Expression profiles of non-small cell lung cancers on cDNA microarrays: identification of genes for prediction of lymph-node metastasis and sensitivity to anti-cancer drugs. Oncogene, 22:2192–205.
Li S, Ross DT, Kadin ME et al. 2001. Comparative genome-scale analysis of gene expression profiles in T cell lymphoma cells during malignant progression using a complementary DNA microarray. Am J Pathol, 158:1231–7.
Listgarten J, Graham K, Damaraju S et al. 2003. Clinically validated benchmarking of normalisation techniques for two-colour oligonucleotide spotted microarray slides. Appl Bioinform, 2: 219–28.
Lockhart DJ, Dong H, Byrne MC et al. 1996. Expression monitoring by hybridization to high-density oligonucleotide arrays. Nat Biotechnol, 13:1675–80.
Loring JF, Wen X, Lee JM et al. 2001. A gene expression profile of Alzheimer’s disease. DNA Cell Biol, 20:683–95.
Luo JH, Yu YP, Cieply K et al. 2002. Gene expression analysis of prostate cancers. Mol Carcinog, 33:25–35.
Lyons-Weiler J, Patel S, Bhattacharya S. 2003. A classification-based machine learning approach for the analysis of genome-wide expression data. Genome Res, 13:503–12.
Lyons-Weiler J, Patel S, Ngyuen T et al. 2004. UPITT Cancer Gene Expression Data Set Link Database, maintained by the University of Pittsburgh Benedum Oncology Informatics Center [online]. Accessed 12 Apr 2004. URL: http://bioinformatics.upmc.edu/Help/UPITTGED.html
MacDonald TJ, Brown KM, LaFleur B et al. 2001. Expression profiling of medulloblastoma: PDGFRA and the RAS/MAPK pathway as therapeutic targets for metastatic disease. Nat Genet, 29:143–52.
Mandel S, Weinreb O, Youdim MB. 2003. Using cDNA microarray to assess Parkinson’s disease models and the effects of neuroprotective drugs. Trends Pharmacol Sci, 24:184–91.
Minning TA, Bua J, Garcia GA et al. 2003. Microarray profiling of gene expression during trypomastigote to amastigote transition in Trypanosoma cruzi. Mol Biochem Parasitol, 131:55–64.
Miura K, Bowman ED, Simon R et al. 2002. Laser capture microdissection and microarray expression analysis of lung adenocarcinoma reveals tobacco smoking- and prognosis-related molecular profiles. Cancer Res, 62:3244–50.
Miyachi H. 2002. Recent advances in molecular diagnostic tests. Rinsho Byori, 123(Suppl):19–29.
Nagata M, Fujita H, Ida H et al. 2003. Identification of potential biomarkers of lymph node metastasis in oral squamous cell carcinoma by cDNA microarray analysis. Int J Cancer, 106:683–9.
Nocito A, Bubendorf L, Maria Tinner E et al. 2001. Microarrays of bladder cancer tissue are highly representative of proliferation index and histological grade. J Pathol, 194:349–57.
Ohno R, Nakamura Y. 2003. Prediction of response to imatinib by cDNA microarray analysis. Semin Hematol, 40(Suppl 3):42–9.
Okutsu J, Tsunoda T, Kaneta Y et al. 2002. Prediction of chemosensitivity for patients with acute myeloid leukemia, according to expression levels of 28 genes selected by genome-wide complementary DNA microarray analysis. Mol Cancer Ther, 1:1035–42.
O’Reilly. 2002. com.oreilly.servlet [online]. Accessed Dec 2002. URL: http://www.servlets.com/cos/index.html
Pasinetti GM. 2001. Use of cDNA microarray in the search for molecular markers involved in the onset of Alzheimer’s disease dementia. J Neurosci Res, 65:471–6.
Perou CM, Sorlie T, Eisen MB et al. 2000. Molecular portraits of human breast tumours. Nature, 406:747–52.
Ramaswamy S, Ross KN, Lander ES et al. 2003. A molecular signature of metastasis in primary solid tumors. Nat Genet, 33:49–54.
Rickman DS, Bobek MP, Misek DE et al. 2001. Distinctive molecular profiles of high-grade and low-grade gliomas based on oligonucleotide microarray analysis. Cancer Res, 61:6885–91.
Sasaki H, Ide N, Fukai I et al. 2002. Gene expression analysis of human thymoma correlates with tumor stage. Int J Cancer, 101:342–7.
Schena M, Shalon D, Davis RW et al. 1995. Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray. Science, 270:467–70.
Seftor EA, Meltzer PS, Kirschmann DA et al. 2002. Molecular determinants of human uveal melanoma invasion and metastasis. Clin Exp Metastasis, 19:233–46.
Shih JY, Yang SC, Hong TM et al. 2001. Collapsin response mediator protein-1 and the invasion and metastasis of cancer cells. J Natl Cancer Inst, 93:1392–400.
Shipp MA, Ross KN, Tamayo P et al. 2002. Diffuse large B-cell lymphoma outcome prediction by gene-expression profiling and supervised machine learning. Nat Med, 8:68–74.
Susztak K, Sharma K, Schiffer M et al. 2003. Genomic strategies for diabetic nephropathy. J Am Soc Nephrol, 14(Suppl 3):S271–8.
Takahashi M, Sugimura J, Yang X et al. 2003. Gene expression profiling of renal cell carcinoma and its implications in diagnosis, prognosis, and therapeutics. Adv Cancer Res, 89:157–81.
Tusher VG, Tibshirani R, Chu G. 2001. Significance analysis of microarrays applied to the ionizing radiation response. Proc Natl Acad Sci USA, 98:5116–21.
Ueno S, Ohki R, Hashimoto T et al. 2003. DNA microarray analysis of in vivo progression mechanism of heart failure. Biochem Biophys Res Commun, 307:771–7.
Urbanowska T, Mangialaio S, Hartmann C et al. 2003. Development of protein microarray technology to monitor biomarkers of rheumatoid arthritis disease. Cell Biol Toxicol, 19:189–202.
van’t Veer LJ, Dai H, van de Vijver MJ et al. 2002. Gene expression profiling predicts clinical outcome of breast cancer. Nature, 415: 530–6.
Vrana KE, Freeman WM, Aschner M. 2003. Use of microarray technologies in toxicology research. Neurotoxicology, 24:321–32.
Welford SM, Gregg J, Chen E et al. 1998. Detection of differentially expressed genes in primary tumor tissues using representational differences analysis coupled to microarray hybridization. Nucleic Acids Res, 26:3059–65.
Welsh JB, Zarrinker PP, Sapinoso LM et al. 2001. Analysis of gene expression profiles in normal and neoplastic ovarian tissue samples identifies candidate molecular markers of epithelial ovarian cancer. Proc Natl Acad Sci USA, 98:1176–81.
Zhang H, Ramanathan Y, Soteropoulos P et al. 2002. EZ-Retrieve: a webserver for batch retrieval of coordinate-specified human DNA sequences and underscoring putative transcription factor-binding sites. Nucleic Acids Res, 30:E121.