Name: performing data mining and integrative analysis of biomarker in breast cancer using multiple publicly accessible databases
Uploaded: 2019-05-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Performing Data Mining And Integrative Analysis Of Biomarker in Breast Cancer Using Multiple Publicly Accessible Databases at JoVE.com

עבודה זו היתה נתמכת בחלקו על ידי הקרן המדע הטבעי של מחוז גואנג-דונג, סין (No. 2018A030313562), הרפורמה בפרויקט לרפורמות של גואנג-דונג בסיס להוראה קלינית (NO.  2016JDB092), הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (81600358), והנוער כישרון חדשני פרויקט של מכללות ואוניברסיטאות בפרובינצית גואנג-דונג, סין (NO 2017KQNCX073)

1. ניתוח דוגמאות לביטויים
<ol><li>עבור אל ממשק האינטרנט של ONCOMINE26.</li>
	<li>השג את רמות הביטוי היחסיות של הגן ID1 בסוגים שונים של ממאירות על-ידי הקלדת ID1 לתיבת החיפוש. </li>
	<li>בחר ' סוג ניתוח ' מתפריט ' מסננים ראשיים '. לאחר מכן, בחר סרטן לעומת ני?...

<ol>
	<li>van &#39;t Veer, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+expression+profiling+predicts+clinical+outcome+of+breast+cancer.">Gene expression profiling predicts clinical outcome of breast cancer.</a> Nature. 415 (6871), 530-536 (2002).</li><li>Loi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Definition+of+clinically+distinct+molecular+subtypes+in+estrogen+receptor-positive+breast+carcinomas+through+genomic+grade.">Definition of clinically distinct molecular subtypes in estrogen receptor-positive breast carcinomas through genomic grade.</a> Journal of Clinical Oncology. 25 (10), 1239-1246 (2007).</li><li>Cancer Genome Atlas, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+molecular+portraits+of+human+breast+tumours.">Comprehensive molecular portraits of human breast tumours.</a> Nature. 490 (7418), 61-70 (2012).</li><li>Emerson, J. W., Dolled-Filhart, M., Harris, L., Rimm, D. L., Tuck, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+tissue+biomarkers+and+construction+of+a+model+to+predict+outcome+in+breast+cancer+using+multiple+imputation.">Quantitative assessment of tissue biomarkers and construction of a model to predict outcome in breast cancer using multiple imputation.</a> Cancer Informatics. 7, 29-40 (2009).</li><li>Yu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrative+genomic+and+transcriptomic+analysis+for+pinpointing+recurrent+alterations+of+plant+homeodomain+genes+and+their+clinical+significance+in+breast+cancer.">Integrative genomic and transcriptomic analysis for pinpointing recurrent alterations of plant homeodomain genes and their clinical significance in breast cancer.</a> Oncotarget. 8 (8), 13099-13115 (2017).</li><li>He, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TCGA+datasetbased+construction+and+integrated+analysis+of+aberrantly+expressed+long+noncoding+RNA+mediated+competing+endogenous+RNA+network+in+gastric+cancer.">TCGA datasetbased construction and integrated analysis of aberrantly expressed long noncoding RNA mediated competing endogenous RNA network in gastric cancer.</a> Oncology Reports. , (2018).</li><li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Integrated+TCGA+Pan-Cancer+Clinical+Data+Resource+to+Drive+High-Quality+Survival+Outcome+Analytics.">An Integrated TCGA Pan-Cancer Clinical Data Resource to Drive High-Quality Survival Outcome Analytics.</a> Cell. 173 (2), 400-416 (2018).</li><li>Esgueva, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next-generation+prostate+cancer+biobanking:+toward+a+processing+protocol+amenable+for+the+International+Cancer+Genome+Consortium.">Next-generation prostate cancer biobanking: toward a processing protocol amenable for the International Cancer Genome Consortium.</a> Diagnostic Molecular Pathology. 21 (2), 61-68 (2012).</li><li>Joly, Y., Dove, E. S., Knoppers, B. M., Bobrow, M., Chalmers, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Data+sharing+in+the+post-genomic+world:+the+experience+of+the+International+Cancer+Genome+Consortium+(ICGC)+Data+Access+Compliance+Office+(DACO).">Data sharing in the post-genomic world: the experience of the International Cancer Genome Consortium (ICGC) Data Access Compliance Office (DACO).</a> PLoS Computational Biology. 8 (7), e1002549 (2012).</li><li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=International+Cancer+Genome+Consortium+Data+Portal--a+one-stop+shop+for+cancer+genomics+data.">International Cancer Genome Consortium Data Portal--a one-stop shop for cancer genomics data.</a> Database (Oxford). 2011, (2011).</li><li>Rhodes, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ONCOMINE:+a+cancer+microarray+database+and+integrated+data-mining+platform.">ONCOMINE: a cancer microarray database and integrated data-mining platform.</a> Neoplasia. 6 (1), 1-6 (2004).</li><li>Rhodes, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oncomine+3.0:+genes,+pathways,+and+networks+in+a+collection+of+18,000+cancer+gene+expression+profiles.">Oncomine 3.0: genes, pathways, and networks in a collection of 18,000 cancer gene expression profiles.</a> Neoplasia. 9 (2), 166-180 (2007).</li><li>Jezequel, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=bc-GenExMiner:+an+easy-to-use+online+platform+for+gene+prognostic+analyses+in+breast+cancer.">bc-GenExMiner: an easy-to-use online platform for gene prognostic analyses in breast cancer.</a> Breast Cancer Research and Treatment. 131 (3), 765-775 (2012).</li><li>Ringner, M., Fredlund, E., Hakkinen, J., Borg, A., Staaf, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GOBO:+gene+expression-based+outcome+for+breast+cancer+online.">GOBO: gene expression-based outcome for breast cancer online.</a> PLoS One. 6 (3), e17911 (2011).</li><li>Ponten, F., Jirstrom, K., Uhlen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Human+Protein+Atlas--a+tool+for+pathology.">The Human Protein Atlas--a tool for pathology.</a> Journal of Pathology. 216 (4), 387-393 (2008).</li><li>Ponten, F., Schwenk, J. M., Asplund, A., Edqvist, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Human+Protein+Atlas+as+a+proteomic+resource+for+biomarker+discovery.">The Human Protein Atlas as a proteomic resource for biomarker discovery.</a> Journal of Internal Medicine. 270 (5), 428-446 (2011).</li><li>Gyorffy, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+online+survival+analysis+tool+to+rapidly+assess+the+effect+of+22,277+genes+on+breast+cancer+prognosis+using+microarray+data+of+1,809+patients.">An online survival analysis tool to rapidly assess the effect of 22,277 genes on breast cancer prognosis using microarray data of 1,809 patients.</a> Breast Cancer Research and Treatment. 123 (3), 725-731 (2010).</li><li>Stevinson, C., Lawlor, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Searching+multiple+databases+for+systematic+reviews:+added+value+or+diminishing+returns?.">Searching multiple databases for systematic reviews: added value or diminishing returns?.</a> Complementary Therapies in Medicine. 12 (4), 228-232 (2004).</li><li>Yin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+multiple+genome+annotation+databases+improves+the+interpretation+of+microarray+gene+expression+data.">Integrating multiple genome annotation databases improves the interpretation of microarray gene expression data.</a> BMC Genomics. 11, 50 (2010).</li><li>Patel, D., Morton, D. J., Carey, J., Havrda, M. C., Chaudhary, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitor+of+differentiation+4+(ID4):+From+development+to+cancer.">Inhibitor of differentiation 4 (ID4): From development to cancer.</a> Biochimica et Biophysica Acta. 1855 (1), 92-103 (2015).</li><li>Kamalian, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+expression+of+Id+family+proteins+in+small+cell+lung+cancer+and+its+prognostic+significance.">Increased expression of Id family proteins in small cell lung cancer and its prognostic significance.</a> Clinical Cancer Research. 14 (8), 2318-2325 (2008).</li><li>Cruz-Rodriguez, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+expression+of+ID+family+and+IGJ+genes+signature+as+predictor+of+low+induction+treatment+response+and+worst+survival+in+adult+Hispanic+patients+with+B-acute+lymphoblastic+leukemia.">High expression of ID family and IGJ genes signature as predictor of low induction treatment response and worst survival in adult Hispanic patients with B-acute lymphoblastic leukemia.</a> Journal of Experimental and Clinical Cancer Research. 35, 64 (2016).</li><li>Yang, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+and+prognostic+value+of+Id+protein+family+in+human+breast+carcinoma.">Expression and prognostic value of Id protein family in human breast carcinoma.</a> Oncology Reports. 23 (2), 321-328 (2010).</li><li>Zhou, X. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+values+of+the+inhibitor+of+DNAbinding+family+members+in+breast+cancer.">Prognostic values of the inhibitor of DNAbinding family members in breast cancer.</a> Oncology Reports. 40 (4), 1897-1906 (2018).</li><li>. Available from: <a target="_blank" href="https://www.oncomine.org">https://www.oncomine.org</a> (2018)</li><li>Lin, H. Y., Zeng, L., iang, Y. K., Wei, X. L., Chen, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GATA3+and+TRPS1+are+distinct+biomarkers+and+prognostic+factors+in+breast+cancer:+database+mining+for+GATA+family+members+in+malignancies.">GATA3 and TRPS1 are distinct biomarkers and prognostic factors in breast cancer: database mining for GATA family members in malignancies.</a> Oncotarget. 8 (21), 34750-34761 (2017).</li><li>. Available from: <a target="_blank" href="https://www.proteinatlas.org">https://www.proteinatlas.org</a> (2018)</li><li>Zhu, Y. F., Dong, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+TUSC3+and+its+prognostic+significance+in+colorectal+cancer.">Expression of TUSC3 and its prognostic significance in colorectal cancer.</a> Pathology-Research and Practice. 214 (9), 1497-1503 (2018).</li><li>Nelson, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+sampling+can+reduce+bias+in+health+care+database+studies:+an+illustration+using+influenza+vaccination+effectiveness.">Validation sampling can reduce bias in health care database studies: an illustration using influenza vaccination effectiveness.</a> Journal of Clinical Epidemiology. 66 (8 Suppl), S110-S121 (2013).</li><li>Haibe-Kains, B., Desmedt, C., Sotiriou, C., Bontempi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+study+of+survival+models+for+breast+cancer+prognostication+based+on+microarray+data:+does+a+single+gene+beat+them+all?.">A comparative study of survival models for breast cancer prognostication based on microarray data: does a single gene beat them all?.</a> Bioinformatics. 24 (19), 2200-2208 (2008).</li><li>Yang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+genetic+toxicity+through+data+mining:+the+process+of+building+knowledge+by+integrating+multiple+genetic+toxicity+databases.">Understanding genetic toxicity through data mining: the process of building knowledge by integrating multiple genetic toxicity databases.</a> Toxicology Mechanisms and Methods. 18 (2-3), 277-295 (2008).</li><li>Cannata, N., Merelli, E., Altman, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+to+organize+the+bioinformatics+resourceome.">Time to organize the bioinformatics resourceome.</a> PLoS Computational Biology. 1 (7), e76 (2005).</li><li>Wren, J. D., Bateman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Databases,+data+tombs+and+dust+in+the+wind.">Databases, data tombs and dust in the wind.</a> Bioinformatics. 24 (19), 2127-2128 (2008).</li></ol>

ניתוח מקיף של מסדי נתונים ציבוריים עשוי להצביע על הפונקציה הבסיסית של הגן של עניין ולחשוף את הקשר הפוטנציאלי בין הגן הזה ואת הפרמטרים clinicopathological בסרטן ספציפי27,31. החקירה והניתוח המבוסס על מסד נתונים אחד עשוי לספק פרספקטיבות מוגבלות או מבודדות עקב הטיית הבחי...

סרטן השד היא מחלה הטרוגנית עם פרוגנוזה מגוונת ואסטרטגיות טיפול בתתי-סוגים שונים, שבו הפתוגנזה והתפתחות קשורים כנראה עם מנגנונים מולקולריים שונים1,2 , 3. עם זאת, זיהוי מטרה טיפולית לוקח בדרך כלל שנים, או אפילו עשורים, מן התגלית הראשונית במחקר בסיסי לשימוש קליני4. הגנום ביישום רחב של טכנולוגיית רצף התפוקה גבוהה עבור הגנום סרטן יש מתקדם מאוד את תהליך החיפוש אחר סמנים יקרי ערך או מטרות טיפוליות 5.
כמות מוחצת של נתונים גנומיקה של סרטן שנוצרו מפלטפורמות גנומיקה של סרטן בקנה מידה גדול, כגון ICGC (הגנום הבינלאומי סרטן קונסורציום) ו TCGA (סרטן הגנום אטלס), הוא פוזות אתגר גדול עבור חוקרים לבצע נתונים חקר, אינטגרציה וניתוח, במיוחד עבור משתמשים חסרי הכשרה אינטנסיבית באינפורמטיקה וחישוביות6,7,8,9,10. בשנים האחרונות, מאגרי מידע המתעוררים, (למשל, oncomine, bcgenexminer ורה v 4.0, והתווין קפלן-מאייר, וכו ') תוכננו ופותחו כדי להוריד את הבר לקראת מורכבות מורכבים הגנוסטים של הסרטן, ובכך, הקלה חוקרים לנתח ו לפרש את הגנים, דגימות ונתונים קליניים על פני סוגים שונים של סרטן11. המטרה של פרוטוקול זה היא לתאר אסטרטגיית מחקר המשולבת עם רמות מרובות של מידע גנטי מסדרה של מסדי נתונים פתוחים לגישה, אשר הכירו באופן נרחב על ידי מספר רב של חוקרים, כדי לזהות את הסמנים הפוטנציאליים ו גורמי התחזיות לסרטן השד.
מסד הנתונים ONCOMINE הוא פלטפורמת כריית נתונים מבוססת-אינטרנט עם מידע microarray סרטן והוא נועד להקל על גילוי הסמנים החדשניים ומטרות טיפוליות11. כיום, יש יותר מ 48,000,000 ביטוי גנים מדידות מ 65 ביטוי גנים datasets במסד נתונים זה11,12. V 4.0 bcGenExMiner ורה (כלי חינם עבור מוסד ללא כוונת רווח), המכונה גם סרטן השד גן-ביטוי כורה, הוא יישום ידידותי למשתמש אינטרנט הכולל תוצאות מיקרו DNA של 3,414 התאושש סרטן השד מטופלים ו 1,209 מנוסה אירוע הגנאי13. הוא נועד לשפר את ביצועי ניתוח הגן התחזיות עם R תוכנה סטטיסטית וחבילות.
GOBO הוא רב תכליתי ידידותי למשתמש כלי מקוון עם מידע microarrays (למשל, Affymetrix U133A) מ 51-לדוגמה סרטן השד להגדיר קו הגדר ו 1881-לדוגמה מערכת הנתונים גידול בשד, המאפשר מגוון רחב של ניתוחים14. ישנם מגוון של יישומים זמינים במסד הנתונים GOBO, הכוללים ניתוח מהיר של פרופילי ביטוי גנים בסוגים מולקולריים שונים של גידולים בשד וקווי התא, הקרנה עבור שיתוף הגנים ליצירת מוטאים פוטנציאליים, ו ניתוח מתאם בין התוצאה לבין רמות ביטוי גנים של גנים בודדים, סטים של גנים, או חתימות גנים בערכת נתונים של סרטן השד15.
החלבון האנושי אטלס הוא תוכנית גישה פתוחה שנועדה מדענים לחקור פרוטדום אנושי, אשר תרם כבר מספר רב של פרסומים בתחום הביולוגיה האנושית ומחלות. אטלס החלבון האנושי מוכר כמשאב ליבה אירופאי לקהילת מדעי החיים16,17.
תווין קפלן מאייר הוא כלי מקוון המשלב ביטוי גנים נתונים קליניים בו זמנית המאפשר הערכה של השפעת התחזיות של 54,675 גנים מבוסס על 10,461 דגימות סרטן, אשר כוללים 1,065 קיבה, 2,437 ריאות, 1,816 השחלות 5,143 סרטן השד חולים עם מעקב מרושע של 33/49/40/69 חודשים18. מידע של ביטוי גנים, הישרדות ללא התדרדרות (rfs) והישרדות כוללת (OS) הם להורדה ממסד נתונים זה19,20.
כאן, אנו מתארים הליך פעולה מעשית של שימוש במסדי נתונים מרובים הנגישים לציבור כדי להשוות, לנתח ולהמחיש דפוסי שינויים בביטוי של הגן של עניין על פני לימודי סרטן מרובים, עם המטרה של הסיכום פרופילי ביטויים, ערכי תחזיות ופונקציות ביולוגיות פוטנציאליות בסרטן השד. לדוגמה, מחקרים שנעשו לאחרונה הצביעו על תכונות אונגניים של מזהה חלבונים בגידולים והיה קשור לתכונות ממאירות, כולל שינוי הסלולר, הממרה, התפשטות משופרת גרורות21, 22,23. עם זאת, כל חבר של משפחת מזהה משחק תפקידים ברורים סוגים שונים של גידולים מוצקים, ואת תפקידם בסרטן השד נשאר ברור24. במחקרים קודמים, בחנו דרך שיטה זו, מצאנו כי ID1 היה אינדיקטור התחזיות משמעותי בסרטן השד25. לכן, הפרוטוקול ייקח ID1 כדוגמה להציג את שיטות הכרייה נתונים.
הניתוח מתחיל מביצוע שאילתה על תבנית הביטוי של גן העניין בדגימות סרטני לעומת דגימות רגילות ב-ONCOMINE. לאחר מכן, מתאם הביטוי של גנים של עניין בסרטן השד בוצע באמצעות bc-GenExMiner ורה v 4.0, GOBO, ו ONCOMINE. לאחר מכן, פרופילי הביטויים של ID1 התבצעה בהתאם לקבוצות שונות באמצעות שלושה מסדי הנתונים שלעיל. לבסוף, הקשר בין ID1 ביטוי להישרדות החוצה נותח באמצעות bc-GenExMiner ורה v 4.0, אטלס החלבון האנושי, ותווין קפלן-מאייר. פרוצדורת הפעולה הוצגה כתרשים הזרימה באיור 1.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>A personal computer or computing device with an Internet browser with Javascript 
			enabled</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>051690762553</td>
			<td>We support and test the following browsers: Google Chrome, Firefox 3.0 and above, Safari, and Internet Explorer 9.0 and above</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adobe Flash player</td>
			<td>Adobe Systems Inc.</td>
			<td>It can be freely downloaded from http://get.adobe.com/flashplayer/.</td>
			<td>This browser plug-in is required for visualizing networks on the network 
			analysis tab.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chrome Broswer</td>
			<td>Google Inc.</td>
			<td>It can be freely downloaded from https://www.google.cn/chrome/</td>
			<td>This is necessary for viewing PDF files including the Pathology Reports and many of 
			the downloadable files.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Java Runtime Environment</td>
			<td>Oracle Corporation</td>
			<td>It can be downloaded from http://www.java.com/getjava/.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Office 365 ProPlus for Faculty</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>2003BFFD8117EA68</td>
			<td>This is necessary for viewing the Pathology Reports and for viewing many of 
			the downloadable files.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vectr Online</td>
			<td>Vectr Labs Inc.</td>
			<td>It can be freely used from https://vectr.com/new</td>
			<td>This is necessary for visualizing and editing many of 
			the downloadable files and pictures.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

performing data mining and integrative analysis of biomarker in breast cancer using multiple publicly accessible databases

בשנים האחרונות, מאגרי מידע המתעוררים נועדו להנמיך את המחסומים עבור מתקרבים מורכבות נתונים גנומית של הסרטן, ובכך, הקלה חוקרים לנתח ולפרש גנים, דגימות ונתונים קליניים על פני סוגים שונים של סרטן. בזאת, אנו מתארים הליך פעולה מעשית, לקיחת ID1 (מעכב של כריכת ה-DNA חלבונים 1) כדוגמה, כדי לאפיין את דפוסי הביטוי של ביואריקר והישרדות של סרטן השד המבוסס על ערכות נתונים קליניים במאגר נגזר מסדי נתונים נגישים באינטרנט, כולל ONCOMINE, bcGenExMiner ורה v 4.0 (סרטן השד ביטוי כורה v 4.0), GOBO (ביטוי גנטי תוצאה עבור סרטן השד באופן מקוון), HPA (אטלס החלבון האנושי), והתווין של קפלן מאייר. הניתוח החל בביצוע שאילתות על תבנית הביטוי של גן העניין (למשל, ID1) בדגימות סרטני לעומת דגימות רגילות. אז, ניתוח מתאם בין ID1 ו clinicopathological מאפיינים בסרטן השד בוצעה. לאחר מכן, פרופילי הביטויים של ID1 היתה מרובדת בהתאם לקבוצות שונות. לבסוף, הקשר בין ביטוי ID1 לתוצאת ההישרדות נותח. הליך הפעולה מפשט את הקונספט לשלב סוגי נתונים רב-ממדיים ברמת הגנים ממסדי נתונים שונים והשערות בדיקה בנוגע להישנות והקשר גנומית של אירועי שינוי גנים בסרטן השד. שיטה זו יכולה לשפר את האמינות ואת הייצוג של המסקנות, ובכך, להציג פרספקטיבה אינפורמטיבית על גן של עניין.

תוצאה מייצגת של כריית נתונים וניתוח אינטגרטיבי של סרטן השד ביוארקר בוצעה באמצעות ID1, אחד מעכבי של בני משפחה מחייב DNA, אשר דווחו במחקר הקודם 25.
כפי שמתואר באיור 2, ההבדלים של ID1 mrna ביטוי בין הגידול ורקמות נורמלי ב?...

Watch this Scientific Journal Video about Performing Data Mining And Integrative Analysis Of Biomarker in Breast Cancer Using Multiple Publicly Accessible Databases at JoVE.com

Performing Data Mining And Integrative Analysis Of Biomarker in Breast Cancer Using Multiple Publicly Accessible Databases

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לחקור את הביטויים מנבא הישרדות של סרטן השד המבוסס על ניתוח מקיף של מאגרי נתונים קליניים במאגר נגזר ממגוון של מסדי נתונים נגישים בפומבי, באמצעות האסטרטגיה של ביטוי, קורלציה ו ניתוח הישרדות צעד אחר צעד.

ביצוע כריית נתונים ניתוח אינטגרטיבי של ביואריקר בסרטן השד באמצעות מספר מסדי נתונים נגישים בפומבי

In recent years, emerging databases were designed to lower the barriers for approaching the intricate cancer genomic datasets, thereby, facilitating ...

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לחקור את הסמן הביולוגי ואת מנבא ההישרדות של סרטן השד על בסיס ניתוח של מגוון רחב של מאגרי מידע נגישים לציבור. שיטה זו יכולה לשפר את האמינות והייצוג של המסקנות, ובכך להציג פרספקטיבה אינפורמטיבית על גן של עניין. היתרון של שיטה זו הוא שהיא מאפשרת הדמיה מהירה ופרשנות של תפקידו הפוטנציאלי של גן בסרטן השד.יתר על כן, כל התוצאות שהושגו באמצעות הליך זה ניתן לבדוק באופן מיידי חוזר על ידי פשוט שאילתה על אתרי האינטרנט המתאימים. בחרנו סרטן השד במחקר כדי לבדוק את ההיתכנות של שיטה זו. בגלל סרטן השד היא מחלה הטרוגנית האבחנה, טיפול ופרוגנוזה של תת סוגים מולקולריים שונים של סרטן השד עשוי להשתנות.לכן חשוב במיוחד למצוא כלי מקוון יעיל או מסד נתונים עם מידע כדי לשקף את תת סוגים שונים של סרטן השד. כדי להתחיל הליך זה עבור אל ממשק האינטרנט ONCOMINE. הקלד ID1 בתיבת החיפוש כדי לקבל את רמות הביטוי היחסיות של מזהה גנים1 בסוגים שונים של ממאירות.בתפריט מסננים ראשיים בחר סוג ניתוח ולאחר מכן בחר סרטן לעומת ניתוח רגיל. בתפריט תצוגות אחרות בחר תצוגת סיכום גנים.הגדר את סף ערך P ב- 0.01. הגדר את סף שינוי הקיפול ל- 2. הגדר את סף דירוג הגנים כ"הכל".הגדר את סוג הנתונים כ'הכל'. הורד את המספרים. ראשית, עבור אל ממשק האינטרנט של כורה ביטוי הגן של BC.בתפריט הניתוח, בחר מתאם ולאחר מכן לחץ על הלחצן ממצה. הקלד ID1 בתיבת החיפוש ולחץ על לחצן שלח ועל לחצן הפעל ניתוח. לניתוח תת-קבוצה בכורה ביטוי גנים של BC, עבור אל ממשק כורה ביטוי הגן של BC.בתפריט הניתוח, בחר ביטוי ולחץ על הלחצן המקיף. הקלד ID1 בתיבת החיפוש ולחץ על לחצן השליחה ועל לחצן התחל ניתוח. לחץ על המצב nodal ו Scarff בלום ריצ'רדסון תמונות ממוזערות מצב כיתה כדי להציג תמונות מלאות.בתמונות Scarff Bloom Richardson, לחץ על הכפתור שלהלן כדי לדמיין את ערכי ה- P של הדמויות. לאחר מכן, הורד את המספרים. לניתוח תת-קבוצה באמצעות תוצאה מבוססת ביטוי גנים לסרטן השד באינטרנט, עבור אל ממשק האינטרנט של GOBO.הקלד ID1 עבור סמל הגן של עניין והעלה את ערכת הגנים. הגדר את טווח החיפוש להגדרת מזהי גנים/בדיקה לסמל גנים. הגדר הכל בבחירת הגידול ובחר מצב צומת וציון מרובד בפרמטרים multivariate.הפריטים האחרים נשארים כברירת מחדל. עכשיו, להגיש את החקירה ולהוריד את הנתונים. לניתוח הישרדות בכורה ביטוי גנים BC, עבור אל ממשק האינטרנט של כורה ביטוי הגן BC.בתפריט הניתוח, בחר פרוגנוסטי ולאחר מכן לחץ על הלחצן המקיף. הקלד ID1 בתיבת החיפוש ולחץ על לחצן שלח ולאחר מכן על לחצן התחל ניתוח. בניתוח הפרוגנוסטי הממצה, בחר Nm, ERm, MR בקריטריוני האוכלוסיה והאירועים ולחץ על לחצן שלח כדי לקבל מידע נוסף.לאחר מכן לחצו על התמונות הממוזערות של עקומת קפלן-מאייר כדי לייצא את הגרפים המלאים. לניתוח הישרדות באטלס החלבון האנושי, גנו לממשק האינטרנט של אטלס החלבון האנושי. הקלד ID1 בתיבת החיפוש ולחץ על לחצן החיפוש.לאחר מכן, בחר את תת האטלס של הפתולוגיה. לחץ על התווית לסרטן השד ודף מפורט יופיע מראה עלילה אינטראקטיבית פיזור הישרדות וניתוח הישרדות. הורד את המספרים האלה.לניתוח הישרדות בהישרדות קפלן-מאייר תווין, עבור אל ממשק האינטרנט קפלן-מאייר תווין. באזור שבב הגן mRNA, לחץ על התחל תווין KM לסרטן השד. הקלד ID1 לתוך סרגל החיפוש ובחר את הפריט הירוק בתפריט המועמד.לאחר מכן, בחר RFS כסוג ההישרדות וה השאר את הפריטים האחרים בהגדרות ברירת המחדל שלהם. לחץ על צייר עלילת קפלן-מאייר והורד את הדמויות. במחקר זה, תוצאה מייצגת של כריית נתונים וניתוח אינטגרטיבי של סמן ביולוגי לסרטן השד מבוצעת באמצעות ID1, אחד מבני המשפחה מחייב DNA של המעכב.ההבדלים של ביטוי ID1 mRNA בין גידול ורקמות נורמליות מנותחים לראשונה באמצעות מסד הנתונים ONCOMINE, אשר מכיל סך של 445 ניתוחים ייחודיים. ישנם רק 5 מחקרים החושפים רמת ביטוי mRNA של ID1 כי הוא גבוה באופן משמעותי ברקמות נורמליות מאשר ברקמות סרטן השד, אשר מציין כי יש dysregulation ביטוי של ID1 בסרטן השד. כורה ביטוי הגן BC משמש לאחר מכן כדי לזהות את המתאם בין ביטוי mRNA של ID1 לבין הפרמטרים הקליניאופתולוגיים של חולי סרטן השד.רמות mRNA של ID1 נראים להיות מוגברת באופן משמעותי בחולים בסרטן השד ללא גרורות בלוטות הלימפה בהשוואה לאלה עם גרורות בלוטות הלימפה. הניתוח ב GOBO מדגים כי רמות mRNA מוגברת של ID1 לתאם את כיתה הגידול נמוך יותר. תוצאות אלה מרמזות כי ביטוי מוגבר של ID1 קשור פוטנציאל גרורתי נמוך יותר ציון פתולוגי נמוך יותר בסרטן השד.הניתוח מתוך מסד הנתונים כורה ביטוי גנים BC עולה כי רמות גבוהות יותר של mRNA של ID1 מתואם להישרדות רחוקה יותר ללא גרורות בחולים בסרטן השד. הניתוח של אטלס חלבון אנושי גם עולה כי רמות חלבון גבוהות של ID1 קשורה עם תוצאות הישרדות טובות יותר אצל חולי סרטן השד. ניתוח ההישרדות של מתכנן קפלן-מאייר עולה בקנה אחד עם ממצאים אלה, ומראה כי רמות גבוהות יותר של ביטוי ID1 מנבא הישרדות טובה יותר ללא הישנות אצל חולי סרטן השד.יותר ויותר מאגרי מידע מקוונים יהיו זמינים או נגישים לחוקרים. הפרוטוקול עשוי לספק שיטה יעילה לחוקרים לזהות גנים פוטנציאליים של מטרה ומסלול איתות משויך.

performing-data-mining-integrative-analysis-biomarker-breast-cancer

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Utilizing Functional Genomics Screening to Identify Potentially Novel Drug Targets in Cancer Cell Spheroid Cultures

The identification of functional driver events in cancer is central to furthering our understanding of cancer biology and indispensable for the discovery of the next generation of novel drug targets. It is becoming apparent that more complex models of cancer are required to fully appreciate the contributing factors that drive tumorigenesis in vivo and increase the efficacy of novel therapies that make the transition from pre-clinical models to clinical trials.
Here we present a methodology for generating uniform and reproducible tumor spheroids that can be subjected to siRNA functional screening. These spheroids display many characteristics that are found in solid tumors that are not present in traditional two-dimension culture. We show that several commonly used breast cancer cell lines are amenable to this protocol. Furthermore, we provide proof-of-principle data utilizing the breast cancer cell line BT474, confirming their dependency on amplification of the epidermal growth factor receptor HER2 and mutation of phosphatidylinositol-4,5-biphosphate 3-kinase (PIK3CA) when grown as tumor spheroids. Finally, we are able to further investigate and confirm the spatial impact of these dependencies using immunohistochemistry.

Identifying novel drug targets that transition from pre-clinical testing to human trials is a scientific priority. To that end, here we describe a functional genomics approach for examining the impact of gene depletion on cancer cell line spheroids, which more appropriately model human cancers in vivo.

ניצול הקרנת Genomics פונקציונלית כדי לזהות מטרות תרופה חדשנית פוטנציאלי תרבויות אליפטית תא סרטני

The identification of functional driver events in cancer is central to furthering our understanding of cancer biology and indispensable for the discovery ...

Ultrasonographic Evaluation of Breast Cancer-related Lymphedema

Lymphedema is one of the most common complications after breast cancer surgery. There are many diagnostic tools for lymphedema, but no standard method yet exists. Progressive Resistance Exercise (PRE) is expected to improve lymphedema without additional swelling. This study showed the therapeutic effects of PRE on lymphedema by using ultrasonography to measure the change in thickness of the muscle and subcutaneous tissue. The thickness of subcutaneous tissue decreased more in the PRE group than in the non-PRE group. Ultrasonography is widely used in many clinics because of its easy accessibility, safety, and inexpensiveness. Ultrasound is one of the best tools for diagnosing and determining treatment efficacy on breast cancer-related lymphedema (BCRL).

This study utilized ultrasonography for diagnosis and follow-up tests to confirm treatment efficacy of Progressive Resistance Exercise (PRE) in breast cancer-related lymphedema (BCRL). Ultrasonography can be applied effectively to ensure diagnosis and treatment of lymphedema.

הערכת Ultrasonographic של Lymphedema סרטן הקשורים השד

Lymphedema is one of the most common complications after breast cancer surgery. There are many diagnostic tools for lymphedema, but no standard method yet ...

Selecting Multiple Biomarker Subsets with Similarly Effective Binary Classification Performances

Biomarker detection is one of the more important biomedical questions for high-throughput &#39;omics&#39; researchers, and almost all existing biomarker detection algorithms generate one biomarker subset with the optimized performance measurement for a given dataset. However, a recent study demonstrated the existence of multiple biomarker subsets with similarly effective or even identical classification performances. This protocol presents a simple and straightforward methodology for detecting biomarker subsets with binary classification performances, better than a user-defined cutoff. The protocol consists of data preparation and loading, baseline information summarization, parameter tuning, biomarker screening, result visualization and interpretation, biomarker gene annotations, and result and visualization exportation at publication quality. The proposed biomarker screening strategy is intuitive and demonstrates a general rule for developing biomarker detection algorithms. A user-friendly graphical user interface (GUI) was developed using the programming language Python, allowing biomedical researchers to have direct access to their results. The source code and manual of kSolutionVis can be downloaded from http://www.healthinformaticslab.org/supp/resources.php.

Existing algorithms generate one solution for a biomarker detection dataset. This protocol demonstrates the existence of multiple similarly effective solutions and presents a user-friendly software to help biomedical researchers investigate their datasets for the proposed challenge. Computer scientists may also provide this feature in their biomarker detection algorithms.

בחירת קבוצות משנה מרובים סמן עם הופעות איבחונים יעיל באופן דומה

Biomarker detection is one of the more important biomedical questions for high-throughput &#39;omics&#39; researchers, and almost all existing biomarker ...

Phospho Flow Cytometry with Fluorescent Cell Barcoding for Single Cell Signaling Analysis and Biomarker Discovery

Aberrant cell signaling plays a central role in cancer development and progression. Most novel targeted therapies are indeed directed at proteins and protein functions, and cell signaling aberrations may therefore serve as biomarkers to indicate personalized treatment options. As opposed to DNA and RNA analyses, changes in protein activity can more efficiently evaluate the mechanisms underlying drug sensitivity and resistance. Phospho flow cytometry is a powerful technique that measures protein phosphorylation events at the cellular level, an important feature that distinguishes this method from other antibody-based approaches. The method allows for simultaneous analysis of multiple signaling proteins. In combination with fluorescent cell barcoding, larger medium- to high-throughput data-sets can be acquired by standard cytometer hardware in short time. Phospho flow cytometry has applications both in studies of basic biology and in clinical research, including signaling analysis, biomarker discovery and assessment of pharmacodynamics. Here, a detailed experimental protocol is provided for phospho flow analysis of purified peripheral blood mononuclear cells, using chronic lymphocytic leukemia cells as an example.

Here, a protocol for medium- to high-throughput analysis of protein phosphorylation events at the cellular level is presented. Phospho flow cytometry is a powerful approach to characterize signaling aberrations, identify and validate biomarkers, and assess pharmacodynamics.

Cytometry זרימה פוספו עם פלורסנט תא Barcoding עבור תא בודד איתות ניתוח וגילוי סמן

Aberrant cell signaling plays a central role in cancer development and progression. Most novel targeted therapies are indeed directed at proteins and ...

Obtaining Cancer Stem Cell Spheres from Gynecological and Breast Cancer Tumors

Cancer stem cells (CSC) are a small population with self-renewal and plasticity which are responsible for tumorigenesis, resistance to treatment and recurrent disease. This population can be identified by surface markers, enzymatic activity and a functional profile. These approaches per se are limited, due to phenotypic heterogeneity and CSC plasticity. Here, we update the sphere-forming protocol to obtain CSC spheres from breast and gynecological cancers, assessing functional properties, CSC markers and protein expression. The spheres are obtained with single-cell seeding at low density in suspension culture, using a semi-solid methylcellulose medium to avoid migration and aggregates. This profitable protocol can be used in cancer cell lines but also in primary tumors. The tridimensional non-adherent suspension culture thought to mimic the tumor microenvironment, particularly the CSC-niche, is supplemented with epidermal growth factor and basic fibroblast growth factor to ensure CSC signaling. Aiming for robust identification of CSC, we propose a complementary approach, combining functional and phenotypic evaluation. Sphere-forming capacity, self-renewal and sphere projection area establish CSC functional properties. Additionally, characterization comprises flow cytometry evaluation of the markers, represented by CD44+/CD24- and CD133, and Western blot, considering ALDH. The presented protocol was also optimized for primary tumor samples, following a sample digestion procedure, useful for translational research.

The aim of this methodology is to identify cancer stem cells (CSC) in cancer cell lines and primary human tumor samples with the sphere-forming protocol, in a robust manner, using functional assays and phenotypic characterization with flow cytometry and Western blot.

קבלת סרטן גזע כדורים מגינקולוגית סרטן השד גידולים

Cancer stem cells (CSC) are a small population with self-renewal and plasticity which are responsible for tumorigenesis, resistance to treatment and ...

Studying Triple Negative Breast Cancer Using Orthotopic Breast Cancer Model

Triple-negative breast cancer (TNBC) is an aggressive breast cancer subtype with limited therapeutic options. When compared to patients with less aggressive breast tumors, the 5-year survival rate of TNBC patients is 77% due to their characteristic drug-resistant phenotype and metastatic burden. Toward this end, murine models have been established aimed at identifying novel therapeutic strategies limiting TNBC tumor growth and metastatic spread. This work describes a practical guide for the TNBC orthotopic model where MDA-MB-231 breast cancer cells suspended in a basement membrane matrix are implanted in the fourth mammary fat pad, which closely mimics the cancer cell behavior in humans. Measurement of tumors by caliper, lung metastasis assessment via in vivo and ex vivo imaging, and molecular detection are discussed. This model provides an excellent platform to study therapeutic efficacy and is especially suitable for the study of the interaction between the primary tumor and distal metastatic sites.

This work presets an advanced protocol to accurately assess tumor loading by detection of green fluorescent protein and bioluminescence signals as well as the integration of quantitative molecular detection technique.

לומדת משולשת סרטן השד שלילי באמצעות אורתובנושא שד סרטן השד מודל

Triple-negative breast cancer (TNBC) is an aggressive breast cancer subtype with limited therapeutic options. When compared to patients with less ...

Orthotopic Transplantation of Breast Tumors as Preclinical Models for Breast Cancer

Preclinical models that faithfully recapitulate tumor heterogeneity and therapeutic response are critical for translational breast cancer research. Immortalized cell lines are easy to grow and genetically modify to study molecular mechanisms, yet the selective pressure from cell culture often leads to genetic and epigenetic alterations over time. Patient-derived xenograft (PDX) models faithfully recapitulate the heterogeneity and drug response of human breast tumors. PDX models exhibit a relatively short latency after orthotopic transplantation that facilitates the investigation of breast tumor biology and drug response. The transplantable genetically engineered mouse models allow the study of breast tumor immunity. The current protocol describes the method to orthotopically transplant breast tumor fragments into the mammary fat pad followed by drug treatments. These preclinical models provide valuable approaches to investigate breast tumor biology, drug response, biomarker discovery and mechanisms of drug resistance.

Patient-derived xenograft (PDX) models and transplantable genetically engineered mouse models faithfully recapitulate human disease and are preferred models for basic and translational breast cancer research. Here, a method is described to orthotopically transplant breast tumor fragments into the mammary fat pad to study tumor biology and evaluate drug response.

השתלה אורתוטופית של גידולי שד כמודלים פרה-אקליניים לסרטן השד

Preclinical models that faithfully recapitulate tumor heterogeneity and therapeutic response are critical for translational breast cancer research. ...

Evaluating Cell Death Using Cell-Free Supernatant of Probiotics in Three-Dimensional Spheroid Cultures of Colorectal Cancer Cells

This manuscript describes a protocol to evaluate cancer cell deaths in three dimensional (3D) spheroids of multicellular types of cancer cells using supernatants from Lactobacillus fermentum cell culture, considered as probiotics cultures. The use of 3D cultures to test Lactobacillus cell-free supernatant (LCFS) are a better option than testing in 2D monolayers, especially as L. fermentum can produce anti-cancer effects within the gut. L. fermentum supernatant was identified to possess increased anti-proliferative effects against several colorectal cancer (CRC) cells in 3D culture conditions. Interestingly, these effects were strongly related to the culture model, demonstrating the notable ability of L. fermentum to induce cancer cell death. Stable spheroids were generated from diverse CRCs (colorectal cancer cells) using the protocol presented below. This protocol of generating 3D spheroid is time saving and cost effective. This system was developed to easily investigate the anti-cancer effects of LCFS in multiple types of CRC spheroids. As expected, CRC spheroids treated with LCFS strongly induced cell death during the experiment and expressed specific apoptosis molecular markers as analyzed by qRT-PCR, western blotting, and FACS analysis. Therefore, this method is valuable for exploring cell viability and evaluating the efficacy of anti-cancer drugs.

Here methods are presented to understand anti-cancer effects of Lactobacillus cell-free supernatant (LCFS). Colorectal cancer cell lines show cell deaths when treated with LCFS in 3D cultures. The process of generating spheroids can be optimized depending on the scaffold and the analysis methods presented are useful for evaluating the involved signaling pathways.

הערכת מוות תאים באמצעות Supernatant ללא תאים של פרוביוטיקה בתרביות כדוריות תלת מימדיות של תאים סרטניים המעי הגס

This manuscript describes a protocol to evaluate cancer cell deaths in three dimensional (3D) spheroids of multicellular types of cancer cells using ...

Using Computer-based Image Analysis to Improve Quantification of Lung Metastasis in the 4T1 Breast Cancer Model

Breast cancer is a devastating malignancy, accounting for 40,000 female deaths and 30% of new female cancer diagnoses in the United States in 2019 alone. The leading cause of breast cancer related deaths is the metastatic burden. Therefore, preclinical models for breast cancer need to analyze metastatic burden to be clinically relevant. The 4T1 breast cancer model provides a spontaneously-metastasizing, quantifiable mouse model for stage IV human breast cancer. However, most 4T1 protocols quantify the metastatic burden by manually counting stained colonies on tissue culture plates. While this is sufficient for tissues with lower metastatic burden, human error in manual counting causes inconsistent and variable results when plates are confluent and difficult to count. This method offers a computer-based solution to human counting error. Here, we evaluate the protocol using the lung, a highly metastatic tissue in the 4T1 model. Images of methylene blue-stained plates are acquired and uploaded for analysis in Fiji-ImageJ. Fiji-ImageJ then determines the percentage of the selected area of the image that is blue, representing the percentage of the plate with metastatic burden. This computer-based approach offers more consistent and expeditious results than manual counting or histopathological evaluation for highly metastatic tissues. The consistency of Fiji-ImageJ results depends on the quality of the image. Slight variations in results between images can occur, thus it is recommended that multiple images are taken and results averaged. Despite its minimal limitations, this method is an improvement to quantifying metastatic burden in the lung by offering consistent and rapid results.

We describe a more consistent and expeditious method to quantify lung metastasis in the 4T1 breast cancer model by using Fiji-ImageJ.

שימוש בניתוח תמונה מבוסס מחשב כדי לשפר את כימות גרורות הריאות במודל סרטן השד 4T1

Breast cancer is a devastating malignancy, accounting for 40,000 female deaths and 30% of new female cancer diagnoses in the United States in 2019 alone. ...

Modeling Breast Cancer in Human Breast Tissue using a Microphysiological System

Breast cancer (BC) remains a leading cause of death for women. Despite more than $700 million invested in BC research annually, 97% of candidate BC drugs fail clinical trials. Therefore, new models are needed to improve our understanding of the disease. The NIH Microphysiological Systems (MPS) program was developed to improve the clinical translation of basic science discoveries and promising new therapeutic strategies. Here we present a method for generating MPS for breast cancers (BC-MPS). This model adapts a previously described approach of culturing primary human white adipose tissue (WAT) by sandwiching WAT between adipose-derived stem cell sheets (ASC)s. Novel aspects of our BC-MPS include seeding BC cells into non-diseased human breast tissue (HBT) containing native extracellular matrix, mature adipocytes, resident fibroblasts, and immune cells; and sandwiching the BC-HBT admixture between HBT-derived ASC sheets. The resulting BC-MPS is stable in culture ex vivo for at least 14 days. This model system contains multiple elements of the microenvironment that influence BC including adipocytes, stromal cells, immune cells, and the extracellular matrix. Thus BC-MPS can be used to study the interactions between BC and its microenvironment. 
We demonstrate the advantages of our BC-MPS by studying two BC behaviors known to influence cancer progression and metastasis: 1) BC motility and 2) BC-HBT metabolic crosstalk. While BC motility has previously been demonstrated using intravital imaging, BC-MPS allows for high-resolution time-lapse imaging using fluorescence microscopy over several days. Furthermore, while metabolic crosstalk was previously demonstrated using BC cells and murine pre-adipocytes differentiated into immature adipocytes, our BC-MPS model is the first system to demonstrate this crosstalk between primary human mammary adipocytes and BC cells in vitro.

This protocol describes the construction of an in vitro microphysiological system for studying breast cancer using primary human breast tissue with off the shelf materials.

דוגמנות סרטן השד ברקמת השד האנושית באמצעות מערכת מיקרופיזיולוגית

Breast cancer (BC) remains a leading cause of death for women. Despite more than $700 million invested in BC research annually, 97% of candidate BC drugs ...