Molecular characterization of Gleason patterns 3 and 4 prostate cancer using reverse Warburg effect-associated genes
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Gleason scores (GS) 3+3 and 3+4 prostate cancers (PCa) differ greatly in their clinical courses, with Gleason pattern (GP) 4 representing a major independent risk factor for cancer progression. However, Gleason grade is not reliably ascertained by diagnostic biopsy, largely due to sampling inadequacies, subjectivity in the Gleason grading procedure, and a lack of more objective biomarker assays to stratify prostate cancer aggressiveness. In most aggressive cancer types, the tumor microenvironment exhibits a reciprocal pro-tumorigenic metabolic phenotype consistent with the reverse Warburg effect (RWE). The RWE can be viewed as a physiologic response to the epithelial phenotype that is independent of both the epithelial genotype and of direct tumor sampling. We hypothesize that differential expression of RWE-associated genes can be used to classify Gleason pattern, distinguishing GP3 from GP4 PCa foci. METHODS: Gene expression profiling was conducted on RNA extracted from laser-capture microdissected stromal tissue surrounding 20 GP3 and 21 GP4 cancer foci from PCa patients with GS 3+3 and GS ≥4+3, respectively. Genes were probed using a 102-gene NanoString probe set targeted towards biological processes associated with the RWE. Differentially expressed genes were identified from normalized data by univariate analysis. A top-scoring pair (TSP) analysis was completed on raw gene expression values. Genes were analyzed for enriched Gene Ontology (GO) biological processes and protein-protein interactions using STRING and GeneMANIA. RESULTS: Univariate analysis identified nine genes (FOXO1 (AUC: 0.884), GPD2, SPARC, HK2, COL1A2, ALDOA, MCT4, NRF2, and ATG5) that were differentially expressed between GP3 and GP4 stroma (p<0.05). However, following correction for false discovery, only FOXO1 retained statistical significance at q<0.05. The TSP analysis identified a significant gene pair, namely ATG5/GLUT1. Greater expression of ATG5 relative to GLUT1 correctly classified 77.4 % of GP3/GP4 samples. Enrichment for GO-biological processes revealed that catabolic glucose processes and oxidative stress response pathways were strongly associated with GP3 foci but not GP4. FOXO1 was identified as being a primary nodal protein. CONCLUSIONS: We report that RWE-associated genes can be used to distinguish between GP3 and GP4 prostate cancers. Moreover, we find that the RWE response is downregulated in the stroma surrounding GP4, possibly via modulation of FOXO1.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».