BMC Medical Genomics

Các glioblastomas là loại khối u não nguyên phát phổ biến nhất ở người lớn. Dù tiên lượng cho bệnh nhân là kém, việc phân tích biểu hiện gen đã phát hiện ra các dấu hiệu có thể phân loại GBMs theo biến thể mô học và các biến số lâm sàng. Một loại GBM được xác định bởi một dấu hiệu biểu hiện gen được gọi là ProNeural (PN), và bệnh nhân có loại này sống lâu hơn đáng kể so với các phân nhóm GBMs dựa trên biểu hiện gen khác. Tuổi khởi phát là một yếu tố dự đoán chính cho thời gian sống sót của bệnh nhân, trong đó bệnh nhân trẻ tuổi sống lâu hơn bệnh nhân lớn tuổi. Nguyên nhân cho lợi thế sống sót này vẫn chưa rõ ràng.

Chúng tôi đã thu thập 267 tệp CEL của GBM và chuẩn hóa chúng theo các vi mạch khác trên cùng một nền tảng Affymetrix. 377 bộ dò trên các ma trận U133A và U133 Plus 2.0 đã được sử dụng trong một chiến lược bỏ phiếu gen với 177 bộ dò của các gen tương ứng trên các ma trận U95Av2 cũ hơn. Các đường cong Kaplan-Meier và phân tích nguy cơ tỷ lệ Cox đã được áp dụng để phân biệt sự khác biệt về sống sót giữa các phân nhóm biểu hiện và độ tuổi.

Phân tích tổng hợp này của dữ liệu đã công bố cùng với dữ liệu mới xác nhận sự tồn tại của bốn dấu hiệu biểu hiện GBM khác biệt. Hơn nữa, bệnh nhân có GBM phân nhóm PN đã có thời gian sống sót lâu hơn, như mong đợi. Tuy nhiên, độ tuổi của bệnh nhân tại thời điểm chẩn đoán không phải là yếu tố dự đoán thời gian sống sót khi kiểm soát theo phân nhóm PN.

Lợi ích sống sót của tuổi trẻ bị triệt tiêu khi bệnh nhân được phân tầng theo nhóm biểu hiện gen. Do đó, nguyên nhân chính của ảnh hưởng tuổi tác trong các GBM là sự xuất hiện thường xuyên hơn của các GBM PN ở bệnh nhân trẻ hơn so với bệnh nhân lớn tuổi.

Bệnh Alzheimer khởi phát muộn (LOAD) là một bệnh thần kinh thoái hóa liên quan đến tuổi tác với tỷ lệ mắc cao, tạo ra áp lực lớn đối với nguồn lực chăm sóc sức khỏe trong các xã hội có dân số già đi. Yếu tố di truyền có nguy cơ xác định duy nhất cho LOAD là gen apolipoprotein E. Để xác định các locus di truyền nguy cơ bổ sung, chúng tôi đã thực hiện một nghiên cứu liên kết toàn bộ gen (GWA) trên một mẫu case – control lớn của LOAD, giảm chi phí thông qua việc sử dụng phương pháp hòa trộn DNA.

Mẫu DNA được thu thập từ 1.082 cá nhân mắc LOAD và 1.239 chủ thể đối chứng. Độ tuổi khởi phát dao động từ 60 đến 95 và các đối chứng được ghép đôi theo tuổi tác (trung bình = 76,53 năm, SD = 33), giới tính và chủng tộc. Số lượng DNA bằng nhau từ mỗi mẫu được thêm vào hoặc một nhóm trường hợp hoặc nhóm đối chứng. Các nhóm này được genotyped bằng cách sử dụng các mảng Illumina HumanHap300 và Illumina Sentrix HumanHap240S nhằm kiểm tra 561.494 SNP. 114 SNP tốt nhất từ dữ liệu hòa trộn của chúng tôi đã được xác định và sau đó được genotyped riêng lẻ trong mẫu case – control được sử dụng để cấu trúc các nhóm.

Sự kích hoạt quá mức của con đường tín hiệu Ras là nguyên nhân dẫn đến nhiều loại ung thư, và sự kích hoạt con đường RAS có thể dự đoán phản ứng với các liệu pháp nhắm mục tiêu. Do đó, các phương pháp tối ưu để đo lường sự kích hoạt đường dẫn Ras là rất quan trọng. Mục tiêu chính của công việc của chúng tôi là phát triển một dấu hiệu biểu hiện gen có thể dự đoán sự phụ thuộc vào con đường RAS.

Chúng tôi đã sử dụng biểu hiện đồng nhất của các gen liên quan đến con đường RAS qua nhiều tập dữ liệu để suy ra một dấu hiệu biểu hiện gen của con đường RAS và tạo ra điểm số kích hoạt con đường RAS trong các mô hình ung thư tiền lâm sàng và khối u ở người. Sau đó, chúng tôi liên kết dấu hiệu này với trạng thái đột biến KRAS và dữ liệu phản ứng với thuốc trong các tập dữ liệu tiền lâm sàng và lâm sàng.

Điểm số dấu hiệu RAS dự đoán trạng thái đột biến KRAS trong các khối u phổi và dòng tế bào với độ nhạy cao (> 90%) nhưng độ đặc hiệu tương đối thấp (50%) do có những mẫu có sự kích hoạt rõ ràng của con đường RAS mà không có đột biến KRAS. Trong các bảng dòng tế bào ung thư phổi và vú, điểm số dấu hiệu con đường RAS tương quan với biểu hiện pMEK và pERK, và dự đoán sự kháng thuốc đối với sự ức chế AKT và độ nhạy với sự ức chế MEK trong cả hai nhóm có và không có đột biến KRAS. Dấu hiệu con đường RAS được tăng cường trong các dòng tế bào ung thư vú đã thu được sự kháng thuốc đối với sự ức chế AKT và bị giảm biểu hiện khi ức chế MEK. Trong các dòng tế bào ung thư phổi, việc giảm biểu hiện KRAS bằng siRNA cho thấy rằng dấu hiệu con đường RAS là một chỉ số tốt hơn về sự phụ thuộc vào RAS so với trạng thái đột biến KRAS. Trong các khối u ở người, dấu hiệu con đường RAS tăng cao trong các khối u vú âm tính với ER và các loại adenocarcinoma phổi, và dự đoán sự kháng thuốc với cetuximab trong ung thư đại trực tràng di căn.

Mycobacterium tuberculosis, tác nhân gây bệnh lao (TB), lây nhiễm khoảng 8 triệu người mỗi năm, dẫn đến khoảng 2 triệu trường hợp tử vong. Hơn nữa, khoảng một phần ba dân số bị nhiễm tiềm ẩn, trong đó 10% sẽ phát triển thành bệnh trong suốt cuộc đời. Các vaccine phòng ngừa lao hiện đang được phê duyệt (BCG và các dẫn xuất của nó) có hiệu quả bảo vệ ở người lớn chống lại bệnh lao phổi khác nhau (0%–80%) và chủ yếu nhắm vào giai đoạn nhiễm trùng đầu tiên.

Một tập dữ liệu quy mô gen đã được xây dựng bằng cách phân tích dữ liệu đã công bố từ: (1) các nghiên cứu biểu hiện gen toàn cầu trong các điều kiện mô phỏng stress trong tế bào đại thực bào, trạng thái ngủ, sự tồn tại và/hoặc tái hoạt động; (2) miễn dịch tế bào và miễn dịch dịch thể, và tiềm năng vaccine. Thông tin này được biên soạn cùng với chú thích/bioinformatic đã được chỉnh sửa của các sản phẩm gen được chọn và lập bản đồ in silico các epitop T-cell. Các quy trình để chấm điểm, xếp hạng và ưu tiên các kháng nguyên đã được phát triển và áp dụng.

Sự đối chiếu giữa tài liệu và dữ liệu in silico, kết hợp với kế hoạch ưu tiên và lý do sinh học, đã cho phép lựa chọn 189 ứng viên vaccine có thể từ toàn bộ bộ gen. Trong tập hợp 189, sự phân bố tương đối của các kháng nguyên trong 3 danh mục chức năng khác biệt đáng kể so với phân bố của chúng trong toàn bộ bộ gen, với sự giảm thiểu trong danh mục Giả thuyết bảo tồn (do chú thích được cải thiện) và sự phong phú trong danh mục Lipid và Độc lực. Các đại diện nổi bật khác trong bộ 189 là các protein PE/PPE; phức hợp sắt, nitroreductases và proteases, tất cả đều nằm trong danh mục Chuyển hóa trung gian và hô hấp; hệ thống tiết ESX, các yếu tố thúc đẩy hồi phục và lipoproteins, tất cả đều nằm trong danh mục Vách tế bào. Việc áp dụng một kế hoạch xếp hạng dựa trên điểm số định tính và định lượng đã dẫn đến một danh sách gồm 45 kháng nguyên có điểm số tốt nhất, trong đó: 74% thuộc về các lớp ngủ/tái hoạt động/hồi phục; 30% thuộc về danh mục Vách tế bào; 13% là các ứng viên vaccine cổ điển; 9% thuộc loại Giả thuyết bảo tồn, tất cả đều có thể là những kháng nguyên T-cell rất mạnh mẽ.

Các phân tích dựa trên tài liệu và in silico toàn diện đã cho phép lựa chọn một tập hợp 189 ứng viên vaccine, từ tổng số 3989 sản phẩm ORF của bộ gen. Tập hợp này, đã được xếp hạng để tạo ra danh sách 45 kháng nguyên hàng đầu, là một nền tảng cho việc lựa chọn các gen bao phủ tất cả các giai đoạn nhiễm trùng M. tuberculosis, để được đưa vào các vaccine rBCG hoặc dựa trên đơn vị.

Vai trò của microRNA (miRNA) trong đa u tủy (MM) vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn. Để xác định các miRNA có khả năng bị rối loạn trong MM, chúng tôi đã điều tra những miRNA nằm trong các đơn vị phiên mã, dựa trên bằng chứng rằng miRNA trong intron thường được đồng biểu hiện với các gen chủ của chúng. Để đạt được điều này, chúng tôi đã theo dõi giá trị biểu hiện của các bản sao gen chủ trong một tập hợp 20 dòng tế bào đa u tủy người (HMCLs) và tập trung vào các bản sao có biểu hiện thay đổi đáng kể trong toàn bộ tập dữ liệu.

Mặc dù đã có những tiến bộ trong việc hiểu biết về bệnh võng mạc tiểu đường, nhưng bản chất và quá trình thay đổi phân tử trong võng mạc do bệnh tiểu đường vẫn chưa được mô tả đầy đủ. Nghiên cứu này đã xác định kiểu hình chức năng và phân tử của võng mạc khi thời gian mắc bệnh tiểu đường tăng lên.

Sử dụng mô hình chuột gây bệnh tiểu đường bằng streptozotocin, các mức độ thẩm thấu võng mạc, hoạt tính caspase, và biểu hiện gen đã được kiểm tra sau 1 và 3 tháng mắc bệnh tiểu đường. Các thay đổi trong biểu hiện gen đã được xác định bằng vi mạch toàn bộ hệ gen và xác nhận bằng qPCR trong cùng một tập hợp động vật như đã sử dụng trong phân tích vi mạch, và sau đó được xác thực trên các tập hợp động vật độc lập. Mức độ thẩm thấu mạch máu và hoạt tính caspase-3 tăng lên đã được quan sát thấy ở 3 tháng mắc bệnh tiểu đường, nhưng không ở 1 tháng. Sự thay đổi biểu hiện gen có ý nghĩa hơn và với độ lớn lớn hơn đã được quan sát thấy sau 3 tháng so với sau 1 tháng mắc bệnh tiểu đường. Việc xác thực qPCR cho các gen được chọn liên quan đến viêm, microvasculature và chức năng thần kinh đã xác nhận các thay đổi trong biểu hiện gen ở nhiều tập hợp động vật độc lập.

Các thay đổi này về thẩm thấu, quá trình apoptosis, và biểu hiện gen cung cấp thêm bằng chứng về sự suy giảm chức năng võng mạc tiến triển khi thời gian mắc bệnh tiểu đường tăng lên. Những thay đổi cụ thể trong biểu hiện gen được xác nhận trong nhiều tập hợp động vật cho thấy rằng các thay đổi viêm, chống hàng rào mạch máu, và thoái hóa thần kinh xảy ra song song với những gia tăng chức năng trong apoptosis và thẩm thấu mạch máu. Những phản ứng này được chia sẻ với phản ứng viêm đã được ghi nhận lâm sàng trong bệnh võng mạc tiểu đường, cho thấy rằng mô hình này có thể được sử dụng để kiểm tra các liệu pháp chống viêm.