PLOS ONE: Mutation på intron upprepningar av ataxi-telangiectasia muterat (ATM) Gene och ATM Proteinförlust i Primär Gastric cancer med mikrosatellitinstabilitet

Abstrakt

Ataxi-telangiektasi muterad (ATM) är en Ser /Thr proteinkinas som spelar en avgörande roll i DNA-skada-inducerad signalering och initiering av cellcykeln checkpoint signalering som svar på DNA-skadande medel såsom som joniserande strålning. Vi har tidigare rapporterat proteinförlust ATM genom immunhistokemi (IHC) i 16% av människors magcancer (GC) vävnad. Vi antar att ATM
gen intron mutationer som omfattas av mikro instabilitet (MSI) orsakar ATM proteinförlust i en delmängd av GC. Vi studerade mononukleotid mutationer i intron av ATM
genen ATM IHC och MSI i GC. Tio humana gastriska cancercellinjer studerades för ATM
genmutation hos introner, RT-PCR, direkt sekvensering, och immunohistokemi. GC vävnader av 839 patienter analyserades med avseende MSI och ATM IHC. Bland dem var 604 fall analyserades för ATM
mutationer vid introner föregående exon 6, exon 10 och exon 20. Två människo GC cellinjer (SNU-1 och -638) visade ATM
intronmutationer, deletion i RT-PCR och direkt sekvensering, och ATM proteinförlust med IHC. Frekvenserna av ATM
mutation, MSI, och ATM proteinförlust var 12,9 (78/604)% (81/882) 9,2% och 15,2% (134/839), respektive. Analys av föreningar bland MSI, ATM genmutation, och ATM proteinförlust avslöjade höggradigt co-existerande ATM
genförändringar och MSI. ATM
intron mutation och ATM proteinförlust påvisades i 69,3% (52/75) och 53,3% (40/75) av MSI positiv GC. MSI positivitet och ATM proteinförlust var närvarande i 68,4% (52/76) och 48,7% (37/76) av GC med ATM intron mutation. ATM
mutation och ATM proteinförlust hade egenskaper ålderdom, distala placering av tumör, stor tumörstorlek och histologiska intestinal typ. Vår studie skulle kunna tolkas som att ATM
genmutation hos intron kan riktas av MSI och leda till ATM proteinförlust i en utvald grupp av GC.

Citation: Kim HS, Choi SI, Min HL, Kim MA, Kim WH (2013) Mutation på intron upprepningar av ataxi-telangiectasia muterat (ATM) Gene och ATM Proteinförlust i Primär Gastric cancer med mikrosatellitinstabilitet . PLoS ONE 8 (12): e82769. doi: 10.1371 /journal.pone.0082769

Redaktör: Hoguen Kim, Yonsei University College of Medicine, Sydkorea

Mottagna: 21 juli, 2013. Godkända 27 oktober 2013, Publicerad: 6 december 2013

Copyright: © 2013 Kim et al. Detta är en öppen tillgång artikel distribueras enligt villkoren i Creative Commons Attribution License, som tillåter obegränsad användning, distribution och reproduktion i alla medier, förutsatt den ursprungliga författaren och källan kredit

Finansiering:. Denna forskning stöddes av Basic Science Research Program genom National Research Foundation of Korea (NRF) som finansieras av ministeriet för vetenskap, IT & Framtida planering (NRF-2012R1A1A2004648). Finansiärerna hade ingen roll i studiedesign, datainsamling och analys, beslut att publicera, eller beredning av manuskriptet

Konkurrerande intressen:.. Författarna har förklarat att inga konkurrerande intressen finns

Introduktion

Ataxia-telangiektasi muterad (ATM) -genen är en komponent av DNA-skada respons (DDR) och aktiveras av DNA-dubbelsträngsbrott (DSB), och signalerar till cellcykelkontrollpunkten för att bromsa passagen av celler genom cykeln för att underlätta DNA-reparation. Genen är lokaliserad till kromosom 11q22-23. ATM
genen är mycket stor, som spänner över en genomregion på 150 kb, bestående av 66 exoner med en kodande sekvens av 91.668 bp.

ATM är inblandad i svar på DSB som förekommer fysiologiskt i specialiserade celltyper såsom könsceller och lymfocyter. ATM-proteinet hjälper celler att känna igen skadade eller brutna DNA-strängar. ATM-proteinet samordnar DNA-reparation genom att aktivera enzymer som fixerar de trasiga delarna. Effektiv reparation av skadade DNA-strängar bidrar till att upprätthålla stabiliteten i cellens genetiska information [1].

ATM förlust observerades i 16% av människors GC vävnad i en stor kohortstudie [2]. Inaktivering av ATM
genen kan vara en frekvent händelse i utvecklingen av mänskliga magcancer (GC); Men händelserna i samband med förlusten av ATM
uttryck i GC kunde inte förklaras av den låga förekomsten av ATM
mutation. De flesta av ATM
mutationer som identifierats i primära GC cellinjer och GC vävnader var punktmutationer [3].

mismatch repair (MMR) systemet korrigerar fel som kan uppstå under DNA-replikation, medan homolog rekombination och icke-homolog sammanfogning är involverade i reparationen av DNA-DSB. Mutationer i DNA-DSB-reparationsgener såsom ATM, MRE11, RAD50, NBS1
och ATR
, förutsätts att spela en roll i utvecklingen av gastrointestinala maligniteter med en försämrad MMR funktion. I kolorektala tumörer med nedsatt MMR-system, mutationer av intron mononukleotid upprepningar i ATM Mössor och MRE11
befanns resultera i avvikande splitsning, följt av minskad expression av vildtyp protein [4 ].

Ungefär 10% av GC är associerad med mikrosatellitinstabilitet (MSI). MSI hänvisar till förändringar i antalet nukleotid upprepningar i mikroregioner som ligger inom de kodande regionerna av gener, och resulterar i ramskiftningsmutationer. MSI har identifierats i den proteinkodande regioner kända målgener inklusive TGF-βRII, IGFIIR, BAX
[5-7], och hRAD50
gener [8]. hRAD50, BLM
och BRACA1
gener har poly (A) mononukleotid upprepas inom de kodande regionerna, hMSH6
har (C) 8 vägarna, NBS1
har (A) 7-tarmkanalen, och ATM
har (T) 7-tarmkanalen. Ramskiftningsmutationer av dessa gener med variabla incidenter tidigare [9-11] rapporteras.

Förutom de många mutationer som ackumulerats i neutrala mikro sekvenser, MSI genererar också mutationer i cancergener, dvs i de gener som spelar en aktiv roll i flerstegsprocess av cancer. Även upprepade sekvenser i den kodande regionen av gener är kortare än den typiska mikrosatellit loci för genkartläggning, är deras benägenhet för genomgår spontana glidnings fel vid replikering fortfarande högre än den hos nonrepetitive sekvenser. Mutationer av en intron upprepa rapporterades att inducera nedsatt uttryck av MRE11
genen [12,13]. Polypyrimidine upprepade mutationer i ATM
gen kan störa den korrekta mRNA-splitsning [14]. Det finns dock inga bevis för att insättning /radering sker vid dessa icke-kodande mononukleotid sekvenser påverkar normal ATM proteiners funktion i MSI-relaterade GC. I human GC vävnad med MSI, frekvensen av ATM
mutation och föreningen med förlusten av proteiners funktion är inte förstått klart. Vi har hypotesen att mononukleotid vägarna förändringar i intron av ATM
gen är associerad med förlust av ATM proteiners funktion i GC med MSI.

Vi undersökte mutationer på introniska (T) 15 i ATM
gen mellanliggande sekvens (IVS) föregående exon 6, som leder till deletion 22 bp av exon 6 i humana gastriska cancercellinjer . I den aktuella studien har mutationer i ATM
gen tillsammans med närvaron av MSI undersökts i humana GC cellinjer och primära GC vävnader. Våra resultat visade att ATM
gen intron mutationen var ofta i GC med MSI och var signifikant associerad med förlust av ATM proteiners funktion.

Material och metoder

Ethics Statement

Denna retrospektiva studie utfördes med användning av proverna över hyllorna efter patologisk diagnos, och alla proverna anonymiseras innan studien. Denna retrospektiv studie godkändes av Institutional Review Board i Seoul National University Hospital (H-1010-065-336) med avvikelse från informerat samtycke under förutsättning av anonymisering.

Cellinjer och vävnadsprover

Tio human magcancer cell linjer-SNU-1, SNU-5, SNU-16, SNU-216, SNU-484, SNU-601, SNU- 620, SNU-638, SNU-668 och SNU-719 erhölls från den koreanska Cell Bank (Seoul, Korea). Alla cellinjer odlades i RPMI1640 kompletterat med 10% fetalt bovint serum (FBS; Hyclone, Lorgan, UT, USA) och antibiotika (100 U /ml penicillin G och 100 ug /ml streptomycin) vid 37 ° C i en fuktad 5% CO _{2 inkubator. En cell-linje vävnadsuppsättning slide gjord av skördade och fixerade humana GC cellinjer erhölls för immunohistokemi (Superbiochips, Korea).}

formalinfixerade paraffininbäddade GC vävnadsprover från 839 patienter som genomgick kurativ gastrektomi för primär magcancer behandling mellan en ^{januari 2004 och 31 st december 2005 vid Seoul National University Hospital samlades. De patienter som ingick 577 män och 262 kvinnor med en medelålder på 57,6 år (intervall: 4 till 87 år). Information om tumörlokalisation erhölls från 835 fall: övre tredjedelen i 109, mellersta tredjedelen i 323, nedre tredjedelen i 383, och hela magen i 20 fall. Baserat på Lauren klassificering, cancer var histologiskt klassificeras som intestinal typ i 381, diffus typ i 327, blandad typ i 123, och obestämda i 8 fall. Av de 839 fall 165 var tidigt GC och 674 var avancerad GC. Lymfkörtel metastas förekom i 531 fall och frånvarande i 308 fall. Tvåhundrafyrtio fem patienter diagnostiserades som steg I 254 som steg II, 291 som steg III, och 85 som steg IV. Adjuvant kemoterapi efter operation utfördes på 533 patienter, som omfattar 32 patienter i fas I, 153 i etapp II, 260 i steg III, och 82 i steg IV. Den genomsnittliga uppföljningsperiod var 49,3 månader (intervall: 0-85 månader). Lokalt återfall noterades i 185 (21,0%), fjärrmetastaser i 85 (9,6%), och död av alla orsaker i 289 av 882 patienter (32,8%). Patientöverlevnadsdata, inklusive datum och dödsorsaker, erhölls från den koreanska Central cancerregistret, ministeriet för hälsa och välfärd, Korea. Standard histopatologisk undersökning ingår bedömning av cancer typ och patologiska tumörstadium, enligt de kriterier som fastställts av den 7: e upplagan av AJCC Staging Manual [15].}

DNA-extraktion och MSI beslutsamhet

Tumörvävnad prover på objektglas undersöktes under ett ljusmikroskop. Ett område av tumören, där procentandelen av tumörceller överskridit ett minimum av 50% av alla celler i det området och en hopparad område i normal slemhinnevävnad som inte innehåller några tumörceller var märkta och skrapades med ett knivblad. Den skrapade vävnaden samlades upp i 1,5 ml mikrorör innehållande 50 mikroliter av vävnadslyseringsbuffert (0,5% Tween 20 [Sigma, St Louis, MO], 100 mM Tris HCl-buffert [pH 7,6], 1 mM EDTA och 20 ^ g proteinas K [ ,,,0],Sigma]). Rören inkuberades i 24 till 48 timmar vid 55 ° C tills vävnadsinnehållande lysbuffert blev klar. Proteinas K inaktiverades genom inkubation vid 95 ° C under 10 minuter, och det extraherade DNA: t vid -20 ° C fram till användning lagras. MSI bedömdes vid loci BAT25, BAT26, D2S123, D5S346 och D17S250. Tumörer klassificerades som MSI + när minst två (40%) av de 5 mikrosatellitmarkörer var associerade med alleler av förändrad storlek i tumör-DNA jämfört med DNA från icke-tumörvävnad.

detektion av mutationer i ATM-delar på intron mononukleotid upprepar

PCR-amplifiering utfördes i 10 mikroliter volym innehållande 1 mikroliter genomisk DNA, 5 pmol vardera av framåt och bakåt grundfärger, och 5 mikroliter Premix. Trettiotre cykler av PCR utfördes med cykelparameter av 95 ° C under 30 sek, 30 sek vid en glödgningstemperatur lämplig för varje primerpar och 65 ° C under 1 min, följt av 10 min extension vid 72 ° C.

Variation av mononukleotid upprepning i ATM
genen detekterades med användning av en PCR-baserad analys. Genomiskt DNA förstärktes med Tändhattar- F-CCTTTTTCTGTATGGGATTATGG, R-TGAACATCTTGTGAAGGTTTCAG för exon6 (T) 15 (155 bp), F-TCCTTTTAGTTTGTTAATGTGATGGA, R-GCTGTTGGGGTAGAAGCTGA för exon10 (T) 15 (165 bp), och F-GCCAATGGAAGATGTTCTTGA, R- CATCTTGGTCACGACGATACA för exon20 (T) 15 (178 bp).

Upptäckt av avvikande splitsning i ATM

Totalt RNA (2,5 mikrogram) från humana magcancer-cellinjer framställda genom Trizol-reagens (GIBCO-BRL) användes för första-sträng-cDNA-syntes med Superscript II Reverse Transcriptase (GIBCO-BRL) och oligo-d (T) _{12-18-primer. En alikvot av reaktionsblandningen amplifierades med PCR för att syntetisera olika segment av ATM-cDNA.}

PCR-amplifiering utfördes i 20

• PLOS ONE: Förekomst, prediktiva faktorer och kliniska resultat av akut njursvikt efter magoperationer för Gastric Cancer
• PLOS ONE: Konvertera en microarray signatur i ett diagnostiskt test: Ett försök av Custom 74 Gene Array för Förtydligande och Prediction prognosen för Gastric Cancer