Abstract
mucin MUC4, som er kodet av
MUC4
genet, spiller en viktig rolle i epitelcelleproliferasjon og differensiering. Avvikende
MUC4
overekspresjon er assosiert med invasiv tumor spredning og dårlig utfall i epiteliale kreftformer. Samlet tyder eksisterende bevis på at
MUC4
har tumor-promoter funksjoner. I denne studien utførte vi en case-control studie av 1,048 hendelsen lunge krefttilfeller og 1,048 alders- og kjønnsfrekvens matchet kreftfrie kontroller i en kinesisk befolkning til å undersøke hvilken rolle
MUC4
genet polymorfisme i lunge kreft etiologi. Vi identifiserte ni SNPs som var signifikant assosiert med økt risiko for lungekreft (
P
= 0,0425 for rs863582,
0,0333
for rs842226,
0,0294
for rs842225,
0,0010
for rs2550236,
0,0149
for rs2688515,
0,0191
for rs 2641773,
0,0058
for rs3096337,
0,0077
for rs859769, og
0,0059
for rs842461 i en additiv modell). I samsvar med disse single-locus analyseresultater, de haplotype analyser viste en negativ effekt av haplotype «GGC» av rs3096337, rs859769, og rs842461 på lungekreft. Både haplotype og diplotype «CTGAGC» av rs863582, rs842226, rs2550236, rs842225, og rs2688515 hadde en uheldig virkning på lungekreft, som også er i overensstemmelse med den enkelt-locus analyse. Videre observerte vi statistisk signifikante interaksjoner for rs863582 og rs842461 i storrøykere. Våre resultater tyder på at
MUC4
genet polymorfismer og deres samspill med røyking kan bidra til lungekreft etiologi.
Citation: Zhang Z, Wang J, han J, Zheng Z, Zeng X, Zhang C, et al. (2013) genetiske varianter i
MUC4
Gene er forbundet med risikoen for lungekreft i en kinesisk befolkning. PLoS ONE 8 (10): e77723. doi: 10,1371 /journal.pone.0077723
Redaktør: Xiaoping Miao, Huazhong University of Science and Technology, Kina
mottatt: 19 august 2013; Akseptert: 3. september 2013, Publisert: 21 oktober 2013
Copyright: © 2013 Zhang et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av Natural Science Foundation of China (81070043, 81071917, 81173112, 81170052, 81220108001) National, den kinesiske sentralregjeringen Viktige forskningsprosjekter av de 973 tilskudd (2009CB522107), en Changjiang Scholars og Innovative Research team i Universitetet stipend (IRT0961) en Guangdong Natural Science Foundation lag stipend (1035101200300000), Guangdong Department of Science and Technology of China (2009B050700041, 2010B031600301), i Guangdong-provinsen Samordna Pearl River Scholar Finansiert Scheme (2008) Kina, en Guangdong Department of Education forskningsstipend (cxzd1025), og en Guangzhou Department of Education Yangcheng stipend (10A058S, 12A001S). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Lungekreft er den vanligste kreftformen i verden, og utgjorde 13% (1,6 millioner) av totale tilfeller og 18% (1,4 millioner) av kreftdødsfall i 2008 [1]. I Kina har forekomsten og dødeligheten av lungekreft vokst raskt de siste tiårene [2], og det er nå den ledende årsak til kreft dødelighet; gjennomsnittlig 5 års overlevelse er 15% [3,4]. Den lungekreft epidemien er direkte knyttet til røyking, som står for 87% av lungekrefttilfeller. Men bare en liten prosentandel av røykere ( 20%) utvikle lungekreft i løpet av livet [5], noe som tyder på at genetisk mottakelighet kan spille en rolle i lungekreft utvikling
Eksponering for sigarettrøyk stimulerer en inflammatorisk. kaskade i luftveis-epitelceller for eksempel genererer tobakksrøyk reaktive oksygenforbindelser som kan skade den lungeepitelet, noe som resulterer i endrede permeabilitet, slimcellehyperplasi, samt rekruttering av nøytrofiler og makrofager til luftveiene [6-9]. Kronisk betennelse forårsaker langvarig irritasjon og aktiverer lokale vertsresponser, som til slutt fremmer celledeling [10]. Vedvarende celleproliferasjon letter tumordannelse og progresjon i en angiogen miljø rikt på inflammatoriske celler, vekstfaktorer og aktivert stroma [11,12]. Det har blitt vist at en tredjedel av alle kreftformer, innledes med kronisk betennelse [13]. Case-control studier har vist en økt risiko for lungekreft hos pasienter med inflammatorisk luftveis fenotyper, slik som astma, bronkitt, og emfysem [14,15]. Nyere data indikerer at sigarettrøyk aktiverer luftveis-epitel-celler og immunceller til å frigjøre proinflammatoriske cytokiner, slik som cyklooksygenase-2 (COX-2), interleukiner-4, 6 og 8 (IL-4, -6, -8) og tumor nekrose faktor-α (TNF-α).
slimstoffer har lenge vært kjent for å være målmolekyler av inflammatoriske reaksjoner, og inflammatoriske sykdommer i epitelet er ofte preget av mucin oppregulering og hypersekresjon [16-20]. Videre unormal
MUC4
uttrykk har blitt omtalt i de ulike kreftformer, som bukspyttkjertelen adenokarsinomer [21] og tykktarmskreft [22], samt i andre lunge og Airway inflammatoriske sykdommer, inkludert cystisk fibrose og kronisk obstruktiv lungesykdom [23-25]. Vekstfaktorer er tenkt å være involvert i slim-sekresjon celleproduksjon fordi syresekresjon sykdommer er assosiert med unormal epithelial cellevekst og spredning [26].
I tillegg til sine skadevirkninger ved betennelsestilstander,
MUC4
spiller også en avgjørende rolle i å regulere ulike prosesser i lunge stromal /parenkymceller, inkludert apoptose og metastasering.
MUC4
fungerer som en intramembrane ligand for ErbB2 /HER2 /neu og forsterker sin autofosforylerings [27]. Det har blitt funnet at
MUC4
indusert ErbB2 /neu signale kan megle antiapoptotic funksjonen til
MUC4 product: [28]. Videre
MUC4
kan ha en tumor-kampanje funksjon, blant annet ved å regulere
HER2
genuttrykk. ErbB2 /HER2 uttrykk nivåer har vært korrelert med tumorstørrelse og lymfeknutemetastase, noe som tyder på involvering av ErbB2 og ErbB2-mediert signalisering i tumorigenesis [29]. Samlet utgjør disse observasjonene antyder at
MUC4
kan fremme tumorprogresjon i menneskelig lungekreft patogenesen.
Den nåværende arbeid ble motivert av biologisk plausibilitet at genetisk variasjon i
MUC4
kan endre uttrykket nivå eller biokjemiske funksjon og dermed kan ha en innvirkning på individuell risiko for lungekreft. For å teste denne hypotesen, gjennomførte vi en case-control studie av 1,048 hendelsen lunge krefttilfeller og 1,048 alders- og sex-frekvens-matchet, kreftfrie kontroller i en kinesisk befolkning. Vi har også undersøkt mulige interaksjoner mellom tagSNPs av
MUC4
genet og sigarettrøyking i risikoen for lungekreft.
Metoder
forsøkspersonene
Den studiedesign og underrekruttering ble beskrevet som følger: kort, de 1,048 lungekreftpasienter og 1,048 kreftfrie kontroller var genetisk urelaterte etniske Han- kinesisk fra Guangzhou. Pasienter med histopathologically bekreftet hendelsen lungekreft ble fortløpende rekruttert fra september 2009 til september 2011 i Thoracic Surgery Department of The First Affiliated Hospital i Guangzhou Medical University. De 1,048 kreftfrie kontroller som ble frekvens tilpasset pasienter etter kjønn og alder (± 5 år) ble tilfeldig valgt fra Helseundersøkelsen Center i samme sykehuset i løpet av samme periode. Før rekruttering, ble skriftlig informert samtykke innhentes fra hver kvalifisert fag, og et strukturert spørreskjema ble administrert av intervjuere til å samle inn informasjon om demografiske data og miljømessig eksponering historie, inkludert tobakk røyking og alkoholinntak. Forsøkspersonene ble identifisert som røykere eller røykere. Personer som hadde røykt færre enn 100 sigaretter i sin levetid ble definert som ikke-røykere; ellers ble de definert som røykere (de røykere som sluttet å røyke for 1 år ble også definert som røykere). Pack-årene ble beregnet ved å multiplisere antall pakker med sigaretter per dag med antall år personen har røykt. Tilsvarende ble deltakerne som hadde konsumert alkohol minst en gang i uken for året definert som drikker, og de andre ble ansett nondrinkers. Familie historie av kreft ble definert som enhver selvrapportert kreft hos førstegradsslektninger (foreldre, søsken eller barn). Etter intervjuet, ble en 5 ml venøs blodprøve tatt fra hver deltager. Studien ble godkjent av Institutional Review Board of Guangzhou Medical University (Ethics Committee of The First Affiliated Hospital: GZMC2009-08-1336).
Valg av SNPs av MUC4
Den menneskelige
MUC4
genet er ~ 211 kb i størrelse og er plassert på kromosom 3 i regionen Q29 [30]. Å identifisere SNPs som var relatert til lungekreft, må vi først valgte 296 av
MUC4
SNPs med mindre allel frekvens (MAF) 5% fra både dbSNP (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP, tilgang 9/9/2012 og HapMap databaser [Han-kinesere]) (Fil S1), og genotypet dem i en liten undergruppe av prøvene fra 300 tilfeldig utvalgte par av case og kontrollpersoner fra 1048 par på en Illumina høy gjennomstrømming genotyping plattform (Genome Analyzer IIx, Illumina Inc., San Diego, California). Ut av denne gruppen, vi identifisert ni SNPs (rs863582, rs842226, rs842225, rs2550236, rs2688515, 2.641.773, rs3096337, rs859769, og rs842461) som viste betydelige frekvensforskjeller mellom saker og kontroller (data ikke vist). Genotypefrekvensene av SNPs kan være påvirket av utvalgsstørrelser [31]. For å minimere skjevhet på grunn av liten utvalgsstørrelse, ved siden gjennomførte vi direkte sekvensering for hele settet med 1,048 par av case og kontrollprøver ved bruk av ABI PRISM 7500 Sequence Detection System (Applied Biosystems, Foster City, CA) for å bekrefte ovenfor genotyping resultater (tabell 1). Resultatene fra de to plattformene ble funnet å være 100% konkordant; derfor vi gitt foreningen resultater fra hele settet med 1048 par i denne artikkelen. Til slutt, identifiserte vi to tagSNPs (rs863582 og rs842461) i henhold til følgende kriterier: et minimalt sett med haplotyper som sikrer en r
2 på minst 0,8 for å dekke alle mulige haplotyper som hadde en frekvens på minst 5% som bedømt ved tagSNPs programmet [32]. I tillegg, som vist i figur 1, den rekonstruerte koblingsulikevekt (LD) plottet identifisert to blokker for de ovennevnte ni SNPs i 1,048 kontrollpersoner: blokk 1 for rs863582, rs842226, rs842225, rs2550236, rs2688515 og rs 2641773; og blokk 2 for rs3096337, rs859769 og rs842461. Blant disse SNPs, fant vi den i blokk2 var i høy LD med hverandre (r
2
min 0,80, D «= 1,00, se tabell S1 for hvert par), og derfor valgte vi rs842461 til representerer alle tre.
Gene navn
NCBI
kromosom
Inter-markør
beliggenhet
Base
MAF
P
c
P
d
P
verdi
genotyper Hotell og locus
SNP ID
plassering
a
avstander
i genet
endre
for
skrive
(bp)
region
I Database
b
sak
Kontroll
HWE
e Ranger (%)
MUC4, rs8635821954786945058Intron 21T C0.3860.32590.2899
0.0116
0.0315
0.9022
99.953q29rs842226195478861167Intron 21C T0.0820.32280.2872
0,0129
0,0372
0,8944
98.81rs842225195479748887Intron 21A G0.4380.38670.3474
0.0091
0.0513
0.6684
97.85rs255023619552232142573Intron 1G A0.1640.33270.2974
0,0152
0,1144
0,9966
97.52rs26885151955274715150Intron 1A G0.4520.36720.3244
0,0036
0,0223
0,9952
99.33rs2641773195528226755Intron 1A C0.4520.37160.3298
0,0048
0,0171
0,9857
98.90rs30963371955333325106Intron 1A G0.1850.30870.2634
0,0012
0,0081
0,6992
100.0rs8597691955344131081Intron 1T G0.4150.34590.3004
0,0016
0,0059
0,8740
99.81rs8424611955356141201Intron 1A . C0.1700.30970.2643
0,0012
0,0048
0,8830
99.67Table 1. genotypede
MUC4
SNPs
en SNP posisjon i NCBI dbSNP (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP, åpnes 9/9/2012)
b MAF fra både HapMap og dbSNP databaser, MAF i fet skrift er fra HapMap database ( Han-kinesere)
c
P
verdi for forskjellen i allel fordelinger mellom saker og kontroller
d generert av 10000 permutasjoner
e Hardy-Weinberg likevekt (HWE)
P
verdi i kontrollgruppen CSV ned CSV
de eksakte SNP stillingene er oppført i tabell 1. To haplotype blokker (farget) ble definert av Haploview programmet ved hjelp av metode beskrevet av Gabriel et al.
[34] med standardinnstillinger (95% CI for en sterk LD var minimal for øvre 0,98 og lav 0,7, og maksimal for en sterk rekombinasjon på 0,9, og en brøkdel av sterk LD i informative sammenligninger var minst 0,95) . RS nummer (topp, fra høyre til venstre) tilsvarer SNP navn, og tallene i rutene er D «verdier (
