PLoS ONE: Genetische variatie in de 3-onvertaalde gebied van NBN Gene wordt geassocieerd met maagkanker Risk in een Chinese bevolking

Abstract

NBN
speelt een cruciale rol in de carcinogenese als kernelement voor zowel homologe recombinatie (HR) en niet-homologe-end verbinden (NHEJ) dubbele DNA-breuken ( DSB's) repair pathways. Genetische varianten in de NBN
gen zijn geassocieerd met verschillende kankers risico, suggereert pleiotrope effect op kanker. Onze hypothese was dat genetische varianten in de NBN
gen het risico op maagkanker kan wijzigen. Om deze hypothese te testen, evalueerden we de associatie tussen vier potentieel functionele single nucleotide polymorphisms in NBN Kopen en maag risico op kanker in een case-control studie van 1.140 maagkanker gevallen en 1547 controles in een Chinese bevolking. We vonden dat het een allel van rs10464867 (G > A) was significant geassocieerd met een verminderd risico op maagkanker (odds ratio [OR] = 0,81, 95% betrouwbaarheidsinterval [95% Cl] = 0,71-0,94; P
= 4,71 × 10 ^{-3). Bovendien is de relatie tussen A allel van rs10464867 en verminderd risico op maagkanker meer significant was in oudere personen (per-allel OR = 0,72 [0,59-0,88], P
= 1.07 x 10 -3 ), en mannelijke individuen (per-allel OR = 0,73 [0,62-0,87], P
= 3,68 × 10 -4). We verder voerden een haplotype analyse en geïdentificeerd die de NBN Hotels A _{rs10464867G rs14448G rs1063053 haplotype verleende sterker beschermend effect op maagkanker (OR = 0,76 [0,65-0,89], P
= 6,39 × 10 -4). Kortom, deze bevindingen geven aan dat genetische varianten op NBN
gen kan bijdragen aan maagkanker gevoeligheid en kunnen ons begrip van NBN
-gen in de ontwikkeling van kanker.}}

Citation verdere vooruitgang : P Zon, Du J, Zhu X, Ren C, Xie L, Dai N, et al. (2015) genetische variatie in het 3'-ongetranslateerde gebied van NBN
Gene wordt geassocieerd met maagkanker Risk in een Chinese bevolking. PLoS ONE 10 (9): e0139059. doi: 10.1371 /journal.pone.0139059

Editor: Yifeng Zhou, Medical College of Soochow University, CHINA

Ontvangen: 30 juni 2015; Aanvaard: 7 september 2015; Gepubliceerd: 24 september 2015

Copyright: © 2015 Zon et al. Dit is een open toegang Artikel gedistribueerd onder de voorwaarden van de Creative Commons Attribution License, die onbeperkt gebruik, distributie en reproductie maakt in elk medium, op voorwaarde dat de oorspronkelijke auteur en de bron worden gecrediteerd

Data Availability: Alle data set bestanden zijn verkrijgbaar bij de Dryade database. (DOI: http://dx.doi.org/10.5061/dryad.0k0n5)

Financiering: 81.230.067, http://www.nsfc.gov.cn/, National Natural Science Foundation of China, HS; 81422042 en 81373090, http://www.nsfc.gov.cn/, National Natural Science Foundation of China, GJ; BK20130042, http://www.jstd.gov.cn/, Science and Technology Agency van de provincie Jiangsu, China, GJ; BL2012008, http://www.njkj.gov.cn/, Science and Technology Committee van Nanjing, China, HS; http://www.jiangsu.gov.cn/, regering van de provincie Jiangsu, China, HS; Science Foundation voor Distinguished Young Scholars in Jiangsu (BK20130042); De provincie Jiangsu Clinical Science and Technology Projecten (Clinical Research Center, BL2012008); en Priority Academisch programma voor de ontwikkeling van Jiangsu instellingen voor hoger onderwijs (Volksgezondheid en Preventieve Geneeskunde). De financiers hadden geen rol in de studie design, het verzamelen van gegevens en analyse, besluit te publiceren, of de voorbereiding van het manuscript

Competing belangen:.. De auteurs hebben verklaard dat er geen tegenstrijdige belangen bestaan ​​

Introductie

Maagkanker is de meest voorkomende spijsverteringsstelsel kwaadaardige tumoren van de wereld. China draagt ​​de grootste maagkanker last van de wereld. Er wordt geschat dat 42,6% nieuwe maagkanker gevallen en 45,0% dood van de wereld werden vond plaats in China in 2012 [1]. Helicobacter pylori
(HP) infectie is de meest erkende etiologische risicofactor voor maagkanker [2]. Voeding en leefgewoonten, zoals het gebruik van tabak, alcohol drinken, inname van gezouten of gerookt voedsel, en een laag verbruik van verse plantaardige voedingsmiddelen waren risicofactoren voor maag kanker ontwikkeling [3]. Hoewel de prevalentie van Helicobacter Pylori
(HP) -infectie een frequent (40% tot 80%) in de algemene bevolking, maar een klein deel van de geïnfecteerde individuen maagkanker te ontwikkelen, suggereert dat genetische factoren een kunnen spelen cruciale rol bij maag- kankerontwikkeling [4]. In het afgelopen decennium, genoomwijde associatiestudies (GWAS) hebben geïdentificeerd verschillende maagkanker gevoeligheid loci, met inbegrip van 1q22, 3q13.31, 5p13.1, 8q24.3 en 10q23 [4, 5, 6]. Echter, GWAS richten zich vaak op de piek signalen, terwijl de signalen met relatief matige significantie niveau kan worden over het hoofd gezien. -Genen gebaseerde analyse strategie kan dus nog steeds een belangrijke rol in het verkennen van kanker gevoeligheid te spelen, vooral voor die belangrijke genen in carcinogenese [7].

Genomische instabiliteit is een belangrijk kenmerk van kanker [8]. DNA beschadigende middelen worden blootgesteld, zoals blootstelling aan chemicaliën, virusinfectie, enz. Kunnen genomische integriteit vernietigen en leiden uiteindelijk tot precancereuze letsels of kanker [9]. DNA dubbelstrengs breuken (DSB) is dodelijk bedreiging vormen voor de normale cellulaire processen en onjuiste DNA-DSB's herstelmechanisme verordening kan de ontwikkeling van kanker [10] te bevorderen. Interessanter is DSB's werden vaak waargenomen in H. pylori-geïnfecteerde menselijke maagslijmvlies cellen [11]. NBN (NBS1) is een kerneiwit in beide DNA-DSB-reparatie-homologe recombinatie (HR) en niet-homologe-end-joining (NHEJ) route bij de mens. NBN combineren met MRE11 en RAD50 kan een MRN eiwitcomplex, dat is een dynamische macromoleculaire machine die een belangrijke rol spelen in de eerste stap van DNA DSB herstel van zowel de HR en NHEJ route via fout erkenning of signaaltransductie [12, 13] vormen . Abnormale expressie of volledig verlies van MRN-complex werden vaak waargenomen in verschillende kankers [14]. Op basis van bovenstaande bewijzen onderzoekers aangenomen dat genetische varianten NBN kan brengen subtiele structurele veranderingen van eiwitten en daarmee nadelige invloed kanker gevoeligheid [15-18]. In het afgelopen decennium, verschillende NBN
SNPs gerapporteerd significant geassocieerd met verschillende kankers. Hiervan significante associaties, werd rs1805794 eerst betrokken bij blaaskanker in Zweden populatie [19]. Vervolgens werd een aantal studies die rs1805794 ook geassocieerd met een aantal andere kanker waaronder borstkanker [20,21], hoofd- en nekkanker [22], prostaatkanker [23], leverkanker [24], niercelcarcinoom [25 ], basaalcelcarcinoom [26]. Verder waren er andere vier SNPs in NBN
(rs1061302, rs1063054, rs2735383 en rs805794) werden gemeld significant geassocieerd met longkanker [27, 28, 29], en één (rs376639) werd gemeld aanzienlijk zijn geassocieerd met leukemie [30]. Deze bewijzen collectief suggereren een pleiotrope effect van NBN
SNPs op meerdere vormen van kanker. Het is echter grotendeels onbekend voor het effect van genetische varianten in de NBN
op maagkanker.

In deze studie hebben we de hypothese dat de genetische varianten in de NBN
kan hebben belangrijke gevolgen voor maagkanker gevoeligheid. Daarom hebben we een case-control studie naar het verband tussen de vier mogelijke functionele single nucleotide polymorphisms (SNPs) in onderzoeken NBN
-gen en maag risico op kanker met 1140 maagkanker gevallen en 1547 controles in een Chinese bevolking.

Materialen en methoden

proefpersonen

Maagkanker patiënten in de huidige studie werden achtereenvolgens gerekruteerd uit de steden van Zhenjiang, Yixing, Yangzhou en Nanjing tussen januari 2004 en december 2011 in Jiangsu provincie, Oost-China. Controles werden willekeurig geselecteerd uit gezonde personen uit de gemeenschap gebaseerde chronische niet-overdraagbare ziekten screening programma uitgevoerd in Changzhou stad. Na toe diagnose, alle maagkanker gevallen bevestigd door histopathologische diagnose. Bovendien, die patiënten met alle bekende voorgeschiedenis van maligniteit of hebben ondergaan radiotherapie of chemotherapie werden uitgesloten. Derhalve in totaal 1140 nieuw gediagnosticeerde gevallen maagkanker en 1547 leeftijd en geslacht-gematcht controle werden opgenomen in de huidige studie. Om de essentiële persoonlijke informatie te verkrijgen, zoals geslacht, leeftijd, roken en de status van het drinken, werd elk individu geïnterviewd door getrainde onderzoeker met een standaard vragenlijst. Na interview elk onderwerp geschonken 5 ml perifeer bloed, en opgeslagen bij -20 ° C. Deelnemers die ten minste eenmaal per dag rookten langer dan één jaar werden als rokers. Die dronk meer dan twee keer per week gedurende ten minste één jaar werden gedefinieerd als drinkers. We samengevat de gedetailleerde informatie van proefpersonen in Tabel 1. Elke proefpersoon tekenden een informed consent eerder interview, en de studie werd goedgekeurd door de institutionele onderzoek ethische commissie van Nanjing Medical University.

NBN polymorfisme selectiecriteria en genotypering assays

de SNP's werden geselecteerd op basis van de NCBI database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP) en de International HapMap Project database (http: //hapmap.ncbi.nlm .nih.gov /) volgens de volgende twee criteria: 1) in exon 3 of 5'untranslated gebied, en 2) met een kleinere allel frequentie (MAF) van ten minste 5% in Chinese bevolking. Naar aanleiding van deze criteria, werden in totaal 10 SNPs geselecteerd. Linkage onevenwichtige (LD) analyse met een r ^{2 drempel van 0,80 werd verder toegepast op deze SNPs filteren. Tenslotte werden 4 SNPs geselecteerd, waaronder rs10464867 (G > A), rs14448 (A > G), rs1063053 (G > A) en rs1063045 (G > A).}

Genotypering werd uitgevoerd op de ABI 7900 TaqMan allelische discriminatie systeem (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) zonder te weten van de proefpersonen groepering situatie. De sequentie-informatie van primers en probes zijn weergegeven in Tabel S1. Twee negatieve controles werden in elke 384-wells plaat kwaliteitscontrole. De genotypen werden bepaald met behulp van de SDS 2.3 allelen Discriminatie Software (Applied Biosystems). De overeenstemming tarief van elke SNP was 100% voor de duplicaten van 5% van willekeurig geselecteerde monsters.

Haplotype creatie

Een analyse op basis van haplotypes kan voordelig zijn meer dan een analyse op basis van individuele SNPs in de aanwezigheid van meerdere allelen gevoeligheid, vooral wanneer koppelingsevenwicht tussen SNPs die een haplotype zwak [31]. Daarom hebben we verder een haplotype analyse uitgevoerd om de associaties tussen het haplotype die door deze vier SNPs en maagkanker vatbaarheid te beoordelen. Haplotypes zijn gemaakt door een betrouwbaarheidsinterval benadering is de standaard algoritme Haploview 4,2 software en wordt ontleend aan Gabriel et al., 95% betrouwbaarheidsinterval grenzen op D prime gegenereerd en elke vergelijking wordt "sterke LD", "twijfelachtige" of "sterke recombinatie". Een blok wordt gemaakt als 95% van de informatieve vergelijkingen zijn "sterke LD" [32]. Als resultaat werd een blok gemaakt en in huidige studie geanalyseerd. Informatie van Linkage onevenwichtige (r ^{2 of D ') informatie tussen de vier SNPs werd samengevat in tabel S2. Haplotypes werden verkregen voor elk monster met behulp van de PHASE computerprogramma (ver 2.1), en de haplotype frequenties werden geschat via permutatie methoden [33].}

Statistische analyse

We gebruikten chikwadraattoets aan vergelijk de verdeling verschillen van categorische variabelen tussen patiënten en controles. Een goede-of-fit chikwadraattoets werd gebruikt om de Hardy-Weinberg-evenwicht (HWE) tussen SNPs onder de besturing testen. De associatie analyse tussen genetische varianten en de maag risico op kanker, en de evaluatie van de odds ratio's (OR's) en 95% betrouwbaarheidsintervallen (CI's) werden uitgevoerd door logistische regressie-analyse met een correctie voor leeftijd, geslacht, roken en de status drinken. De chi-kwadraat-gebaseerde Q-test werd gebruikt om de heterogeniteit van effectgrootten (UPR en 95% CI) verkregen uit overeenkomstige subgroepen testen. Alle statistische analyses werden uitgevoerd met Statistical Analysis System-software (versie 9.1.3; SAS Institute, Cary, NC).

Resultaten

Kenmerken van 1140 GC gevallen en 1547 controles worden samengevat in tabel 1 . werden geen significante verschillen gevonden op leeftijd, geslacht, roken en de status drinken tussen de patiënten en controles ( P
= 0,412, 0,522, 0,879 en 0,269, respectievelijk). Genotypering beltarieven waren meer dan 95% voor alle vier SNPs. De waargenomen genotype frequenties voor deze SNPs waren allemaal in overleg met Hardy-Weinberg evenwicht in de controles ( P
= 0,094 voor rs10464867, P
= 0,095 voor rs14448, P
= 0,145 voor rs1063053 en P = 0,367 voor
rs1063045).

de genotype verdelingen van de vier SNPs en het verband met maag kankerrisico worden in Tabel 2 getoond logistische regressie analyse bleek dat de de a-allel van rs10464867 waren sterk geassocieerd met een verminderd risico op maagkanker (per-allel OR = 0,81, 95% CI: 0,71-0,94, P
= 4,71 × 10 ^{-3). In stratificatie analyse hebben we verder geëvalueerd de associaties van de vier SNPs op de maag risico op kanker in subgroepen op basis van leeftijd, geslacht, roken, drinken status en tumor sites. Een significant verschil tussen de subgroepen van gender ( P
voor heterogeniteit = 0,040) werden waargenomen voor de associatie van rs10464867 met maag risico op kanker. De associatie tussen A allel van rs10464867 en verminderd risico op maagkanker was sterker in oudere personen (per-allel OR = 0,72 [0,59-0,88], P
= 1.07 x 10 -3), en mannelijke individuen (per-allel OR = 0,73 [0,62-0,87], P
= 3,68 x 10 -4) en het G-allel van rs14448 vertegenwoordigd dezelfde resultaten met rs10464867 (Tabel 3).}

in haplotype analyse haplotypes werden gemaakt voor rs10464867, rs14448 en rs1063053 in één blok. Vervolgens hebben we uitgevoerd associatie analyse en merkte op dat haplotype GAA en AGG waren significant geassocieerd met een verminderd risico van maag risico op kanker in vergelijking met haplotype GAG, OR waren 0,88 (0,77-0,99) en 0,76 (0,65-0,89), P
waarde was 0,034 en 6,39 × 10 ^{-4, respectievelijk (Tabel 4, S1 figuur).}

Discussie

De NBN
gen is betrokken bij gevoeligheid voor een groot aantal kankers, terwijl geen genetische varianten zijn tot nu toe gerapporteerd als zijnde geassocieerd met maagkanker. In de huidige studie, rs10464867 gelegen in NBN
werd geïdentificeerd significant geassocieerd met veranderde risico op maagkanker in de Chinese bevolking.

dubbele DNA-breuken (DSB) is een bijzonder belangrijke vorm van DNA-beschadiging, die kan leiden tot genetische instabiliteit en kanker [10]. NBN eiwit speelt een centrale rol bij het behoud van genomische stabiliteit en is intensief bij bijna alle aspecten van de DNA DSB metabolisme van NHEJ en HFR-DSB-reparatie pathways [11]. Elke genetische varianten van de NBN
kan nadelige gevolgen hebben voor de DNA-schade te herstellen hebben, en dus vatbaar voor kanker. In de afgelopen tien jaar een aantal polymorfismen verdeeld NBN
gen werden in verband gebracht met verschillende soorten andere dan maagkanker [34] maligniteit. Onze analyse gebaseerd op TCGA (The Cancer Genome Atlas) gegevens verder gebleken dat de NBN
mRNA-expressieniveau in adenocarcinoom was significant hoger dan aangrenzend normaal weefsel (figuur S2), wat erop wijst vitale rol van NBN
in de maag carcinogenese. De huidige studie verschaft belangrijke aanwijzingen dat genetische varianten in de NBN misschien
ook worden betrokken bij de gevoeligheid van maagkanker en de mogelijke pleiotrope effect van verdere benadrukken NBN
SNPs op meerdere vormen van kanker.

de krachtigste SNP rs10464867 (G > a) ligt in het 3 'UTR van NBN
, die geassocieerd met een verminderd risico op maagkanker. De basis verandering van G naar A voor rs10464867 kan brengen subtiele structurele veranderingen van de NBN-eiwit en dus modulatie van maagkanker gevoeligheid. Volgens de webgebaseerde SNP analyse tool SNPinfo (http://snpinfo.niehs.nih.gov/snpfunc.htm), de basis verandering van G naar A voor rs10464867 mag niet alleen invloed op een exon splicing enhancer en resulteren in onevenwichtigheid voor verschillende isovormen van NBN, maar kan ook binding van volwassen HSA-miR-216a of HSA-miR-380 te veranderen om zijn doel mRNA [35]. Functionele studies gemeld dat overexpressie van miR-216a kan activeert de PI3K /Akt en TGF-β paden door zich te richten PTEN Kopen en Smad7
, wat bijdraagt ​​aan hepato carcinogenese en tumor herhaling in de lever cel kanker [36]. Terwijl miR-380-5p p53 expressie kan onderdrukken via een geconserveerde sequentie in het p53-3 'onvertaalde gebied (UTR) [37]. Gebaseerd op de bovenstaande bewijzen, kunnen we concluderen dat de baseverandering van G naar A op rs10464867 de transcriptionele regulatie van NBN
kan wijzigen en vervolgens de expressie van NBN eiwit veranderen door de invloed exon splicing en miRNA bindende trekken . Onze verdere functionele annotatie analyse op basis van RegulomeDB bleek dat rs2697679, die in een matige LD (r ^{2 = 0,222) met rs10464867 is een eQTL loci van NBN
[38]. Deze bewijzen suggereren een belangrijke biologische implicatie van rs10464867 voor de maag de ontwikkeling van kanker.}

DSB repair capaciteit vormt een belangrijke bron van variabiliteit in de integriteit van het genoom en beïnvloeden daardoor het risico op kanker [39]. In de afgelopen twee decennia hebben DSB repair capaciteit van de normale populatie is aangetoond dat zij afnemen bij een hogere leeftijd, en mannen toonde beter vermogen van DSB reparatie dan vrouwen in dezelfde leeftijdsgroep [40, 41], wat suggereert dat de onderlinge verschillen tussen de geslachten van DSB repair capaciteit deels kan worden bepaald door verschillende genetische mechanismen. In de huidige studie, een meer uitgesproken beschermend effect van rs10464867 waargenomen bij mannen, waarbij een mogelijke verklaring voor inter-genderverschil DSB-reparatie aangeboden capaciteit. De basis verandering van G naar A voor rs10464867 kan de expressie NBN eiwit veranderen en uiteindelijk van invloed op de NHEJ en HRR DSB reparatie trajecten bij mannen. Interessanter verschillende vereniging studies vonden ook dat SNPs gelegen in DNA-herstel gerelateerde genen met inbegrip van ERCC4
, ERCC6
, Ku70m
, APE1
, XRCC1
en XPD
vertoonden een differentiële effect tussen de geslachten op maagkanker gevoeligheid [42-46].

een aantal beperkingen van ons onderzoek moeten worden aangepakt. Ten eerste, we geworven maagkanker cases uit ziekenhuizen en de geselecteerde controles uit gemeenschappen, die niet goed zou kunnen vertegenwoordigen de gehele bevolking en zou kunnen leiden tot mogelijke selectie vooringenomenheid. Ten tweede, konden we geen toegang tot meer gevallen en controles om onze bevindingen te bevestigen.

Kort samengevat, werd de huidige studie is ontworpen om te zoeken naar genetische varianten in de NBN
in verband met maagkanker en een te testen mogelijke pleiotrope effect van NBN
SNPs op meerdere vormen van kanker. Tot slot hebben we gemeld dat de NBN
gen bevat genetische varianten geassocieerd met het risico op maagkanker. Verdere bevolking op basis van studies te combineren met functionele onderzoeken zijn gerechtvaardigd om de vereniging en moleculaire mechanismen van deze varianten te illustreren in de maag carcinogenese.

Ondersteunende informatie
S1 Fig. Verbindingsevenwichtsafwijking blokken tagging SNPs in NBN werden gemaakt op basis van de standaard algoritme uit Gabriel et al, Science, 2002, met behulp Haploview software 4,2. Ondernemingen De waarde R2 van elk paar is SNPs in de door gebieden.
doi: 10.1371 /journal.pone.0139059.s001
(docx)
S2 Afb. De NBN mRNA expressie analyse tussen 29 gepaarde adenocarcinoom van de maag en de aangrenzende normale weefsels gebaseerd op TCGA data
(http://cancergenome.nih.gov/)
doi:.. 10.1371 /journal.pone.0139059.s002
(docx)
S1 Table. De primers en sondes van genotypering voor NBN
polymorfismen
doi:. 10.1371 /journal.pone.0139059.s003
(docx)
S2 Table. Verbindingsevenwichtsafwijking (r 2 of D ') informatie van de vier SNPs
doi:. 10.1371 /journal.pone.0139059.s004
(docx)

Dankwoord

De auteurs willen graag bedanken Ph.D. Yifeng Zhou (Academic redacteur van PLoS ONE) en anonieme reviewers voor hun zorgvuldige werk en constructieve suggesties die hebben geholpen aanzienlijk verbeteren van deze paper. We danken ook de patiënten en het ondersteunend personeel in deze studie.

• PLoS ONE: Exclusieve Vereniging van p53 mutatie met Super-High Methylering van tumorsuppressorgenen in de p53-route in een unieke MaagKanker Phenotype
• PLoS ONE: Significante Vereniging van Interleukin4 Intron 3 VNTR Polymorfisme met Gevoeligheid voor maagkanker in een Zuid-Indiase bevolking van Telangana