Abstract
Bakgrunn
Oral kreft, som er den fjerde vanligste kreftformen i taiwanske menn, er assosiert med miljøkreftfremkallende. Muligheten for at genetisk disposisjon i nukleær faktor-kappa B (NF-kB) -signaling trasé aktivering er knyttet til utvikling av muntlig plateepitelkarsinom (OSCC) krever etterforskning. Den aktuelle studien undersøker sammenhengen mellom polymorfismer innen promoter regioner av
NFKB1
koding NF-κB1 og
NFKBIA
koding IkappaBalpha (IκBα) med både mottakelighet for å utvikle OSCC og clinicopathological karakteristikker av svulster.
metodikk /hovedfunnene
Genetiske polymorfismer av
NFKB1 Hotell og
NFKBIA
ble analysert av en real-time polymerase chain reaction (real-time PCR) for 462 pasienter med kreft i munnhulen og 520 ikke-kreft kontroller. Vi fant ut at
NFKB1
-94 ATGG1 /ATGG2, -94 ATGG2 /ATGG2, og kombinasjonen av -94 ATGG1 /ATGG2 og ATGG2 /ATGG2 genotyper
NFKBIA
-826 T (CT + TT ) og -881 G (AG + GG) allele vogner, var mer utbredt i OSCC pasienter enn hos ikke-kreft deltakere. Videre fant vi at
NFKB1
eller
NFKBIA
genet polymorfismer synes å være relatert til mottakelighet for å utvikle kreft i munnhulen knyttet til mutter og tobakk. Til slutt, pasienter med oral cancer som hadde minst én -519 T allel av
NFKBIA
gen var høyere risiko for å utvikle fjernmetastaser (
P
0,05), sammenlignet med de pasienter CC homozygote.
Konklusjoner
Våre resultater tyder på at
NFKB1
-94 ATTG2,
NFKBIA
-826 T, og -881 G lene er forbundet med oral kreftutvikling. Kombinasjonen av
NFKB1
eller
NFKBIA
genet polymorfismer og miljøkreftfremkallende beslektet med en økt risiko for kreft i munnhulen. . Enda viktigere, genetisk polymorfisme av
NFKBIA – er kanskje
519 være en prediktiv faktor for den fjerntliggende metastasering av OSCC i taiwanske
Citation: Lin CW, Hsieh YS, Hsin CH, Su CW, Lin CH, Wei LH, et al. (2012) Effekter av
NFKB1 Hotell og
NFKBIA
Gene Polymorfisme på følsomheten for miljøfaktorer og den Clinicopathologic Utvikling av Oral Cancer. PLoS ONE 7 (4): e35078. doi: 10,1371 /journal.pone.0035078
Redaktør: Rossella Rota, Ospedale Pediatrico Bambino Gesu, Italia
mottatt: 5 desember 2011; Godkjent: 08.03.2012; Publisert: 11 april 2012
Copyright: © 2012 Lin 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:. Denne studien ble støttet av en bevilgning fra Taipei Medical University (gi no. TMU99-AE1-B05 til Dr. Chien). 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
Oral plateepitelkarsinom (OSCC), en felles ondartet kreft i hode- og nakkeregionen, er den fjerde vanligste kreftformen blant menn og den sjette største årsaken til kreft dødsfall i Taiwan [1]. OSCC utvikling er en flertrinnsprosess som krever akkumulering av flere genetiske forandringer, påvirket av en pasients genetisk predisposisjon og av miljøfaktorer. De miljømessige faktorene inkluderer alkohol og tobakk, betel (areca) pund tygging, kronisk betennelse, og virusinfeksjon [1] – [6]. Genekspresjon er påvirket av en enkeltnukleotidpolymorfi (SNP) befinner seg innenfor promoter eller andre regulatoriske områder av genet og er antatt å være assosiert med utvikling av visse sykdommer [7]. For å belyse den komplekse prosessen med kreftutvikling og forbedre det vitenskapelige grunnlaget for forebyggende tiltak, bør identifisering av viktige gener som påvirker pasientens mottakelighet for OSCC prioriteres.
Aktivering av nukleær faktor-kappa B (NF-kB) et kjennetegn av den inflammatoriske respons, blir detektert ofte i tumorer og kan spille en viktig rolle i å knytte inflammasjon til tumorutvikling og progresjon [8], [9]. NF-kB ble opprinnelig identifisert som en nukleær faktor som er spesifikk for B-celler bundet til B-området av den κ-lettkjedegenet enhancer. NF-kB er en heterodimer i Rel familien, som inneholder 5 medlemmer: RELA, relB, c-Rel, P50 /105 (NF-κB1), og P52 /P100; den dimere formen av NF-kB P50 /Rela er den mest vanlige form. NF-kB spiller en sentral rolle i koordineringen uttrykk for et bredt utvalg av gener som styrer medfødte og ervervede immunresponser, og spiller også en avgjørende rolle i kreftutvikling og progresjon [8]. I normale celler, er NF-kB inaktivert i cytoplasmaet ved binding til sin inhibitor IkB. Når IKB proteiner er fosforylert og degradert, er NF-kB løslatt og videre translocated til kjernen, hvor gentranskripsjon blir initiert [10].
IKB familien omfatter IkappaB alfa (IκBα), IκBβ, IκBγ, IκBδ , IκBε, IkB-ζ, IkB-R, Bcl-3, P100 og P105, som alle er konstitutivt uttrykt bortsett IκBα, som er å indusere uttrykt. IκBα er en klassisk form av IkB familien som kan bli funnet i cytoplasma og cellekjerner [11]. Tidligere studier har vist at NF-kB undertrykkelse i kreft inhiberer celleproliferasjon, forårsaker cellesyklus-stans, og resulterer i apoptose, hvilket antyder at NF-kB spiller en viktig rolle i cellevekst og overlevelse [12]. Videre er NF-kB kjent for å forhindre apoptose ved å indusere antiapoptotic proteiner, og undertrykker den apoptotiske potensialet av kjemoterapeutiske midler, som fører til chemoresistance [13]. Avvikende ekspresjon av NF-kB-proteiner har blitt godt dokumentert i flere typer kreft, inkludert OSCC [14], med nivået øker gradvis fra premaligne lesjoner til invasiv kreft [15]. Videre NF-κB1, som omfatter P50 homodimerer, transkripsjonelt regulerer antiapoptotic proteinet Bcl-2, som er overuttrykt i en høy andel av orale krefttilfeller [16]. Disse ulike funnene tyder på at NF-kB signale spiller en viktig rolle i oral karsinogenese.
Før forskning har rapportert at polymorfe variasjoner i promoter regioner av NF-κB1 genet
NFKB1
og IκBα genet
NFKBIA Hotell og i 3′-utranslaterte område (3′-UTR) av
NFKBIA
ble forbundet med en risiko for Hodgkins lymfom, multippel myelom, brystkreft, prostatakreft, magekreft, tykktarmskreft, og føflekkreft [17] – [23]. I Taiwan Lin et al. undersøkt -94 ins /del ATTG polymorfisme i
NFKB1
arrangøren blant 3 befolkningsgrupper, nemlig OSCC pasienter, mannlige Areca tygger med oral submucous fibrose, og kontroller (ikke-Areca chewers). De fant ingen signifikant forskjell i
NFKB1
genotyper blant de 3 gruppene [24]. Men etter stratifisering etter alder, ble OSCC vist seg å ha en høyere frekvens av innsetting allelotype hos pasienter eldre enn 50 år. Ingen signifikant forskjell ble funnet for
NFKB1
allelotype eller genotype hos pasienter med OSCC som viste ulike statuser av lymfeknutemetastaser eller klinisk stadium. Bortsett fra den Lin et al. studien har ingen rapporter fokusert på sammenhengen mellom
NFKB1 Hotell og
NFKBIA
polymorfismer og OSCC utvikling.
Den aktuelle studien undersøkte sammenhenger mellom SNPs i promotorområdene i
NFKB1 Hotell og
NFKBIA
gener og risiko for kreft i munnhulen. I tillegg vurderte vi påvirkninger av disse SNPs kombinert med mutter og tobakk, noe som fører til mottakelighet for kreft i munnhulen. Vi har også undersøkt sammenhengen mellom genetisk påvirkning, miljøeksponering, og clinicopathological karakteristikker av kreft i munnhulen. Så vidt vi vet, er dette den første studien som viser en signifikant sammenheng mellom
NFKB1 Hotell og
NFKBIA
polymorfismer og oral kreftutvikling.
Materialer og metoder
fag og prøvetaking
Vi rekrutterte 462 pasienter (444 menn og 18 kvinner, med en gjennomsnittsalder på 54,4 ± 11,4 år) på Chung Shan Medical University Hospital i Taichung og Changhua Christian Hospital og Show Chwan Memorial Hospital i Changhua , Taiwan. Pasientene ble registrert som en sak gruppen mellom 2007 og 2011. For kontrollgruppen, vi tilfeldig valgte 520 ikke-kreft personer (426 menn og 94 kvinner, med en gjennomsnittsalder på 52,4 ± 14,7 år) som besøkte de samme sykehusene og bodde i samme geografiske område. Før oppstart av studien, ble godkjenning innhentet fra Institutional Review Board of Show Chwan Memorial Hospital, og hver person gitt skriftlig informert samtykke til å delta i studien.
For begge tilfeller og kontroller, vi brukte et spørreskjema til få informasjon om pasientens eksponering for betel pund tygge, tobakksbruk og alkoholforbruk. Medisinsk informasjon for sakene ble hentet fra deres journaler, og inkludert TMN klinisk staging, primær tumor størrelse, spredning til lymfeknuter, og histologisk grad. Oral kreftpasienter ble klinisk iscenesatt ved diagnosetidspunktet i henhold til TNM staging system av amerikanske Joint Committee on Cancer (AJCC) Staging Manual (7
utg.) [25]. Tumor differensiering ble undersøkt av en patolog henhold til AJCC klassifisering. Fullblodprøver innsamlet fra kontroller og OSCC pasienter ble plassert i rør inneholdende etylendiamintetraeddiksyre (EDTA), og ble umiddelbart sentrifugert og lagret ved -80 ° C.
Genomisk DNA ekstraksjon
Genomisk DNA ble hentet ved hjelp QIAamp DNA blod minisett (Qiagen, Valencia, CA, USA) etter produsentens anvisninger. Vi oppløste DNA i en TE-buffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA; pH 7,8), som deretter ble kvantifisert ved å måle OD260. Den endelige forberedelser ble lagret ved -20 ° C og brukes til å lage maler for polymerase chain reaction (PCR).
Real-time PCR
alleliske diskriminering av
NFKB1
-94 ATTG,
NFKBIA
-519,
NFKBIA
-826, og
NFKBIA
-881 genet polymorfismer ble vurdert med ABI StepOne ™ real-Time PCR System (Applied Biosystems) og analysert med SDS v3.0 programvare (Applied Biosystems) ved hjelp av TaqMan analysen. Sluttvolumet for hver reaksjon ble 5 ul, inneholdende 2,5 ul TaqMan genotyping Master Mix, 0,125 mL TaqMan prober blanding, og 10 ng genomisk DNA. Den real-time PCR inkludert et innledende denatureringstrinn ved 95 ° C i 10 minutter, etterfulgt av 40 sykluser ved 95 ° C i 15 s og deretter ved 60 ° C i 1 min.
Statistisk analyse
Forskjeller mellom de 2 gruppene ble betraktet som signifikant hvis
p
-verdier var mindre enn 0,05. Hardy-Weinberg likevekt (HWE) ble vurdert ved hjelp av en godhet-of-fit
X
2
-test for biallelic markører. Mann-Whitney
U
-test og Fishers eksakte test ble brukt for å sammenligne forskjeller i fordelingene av pasientens demografiske kjennetegn mellom de ikke-kreft (kontroll) og oral cancer grupper. De justerte odds ratio (ORS) og 95% konfidensintervall (CIS) av sammenhengen mellom genotypefrekvensene og risiko i tillegg til clinicopathological karakteristika ble beregnet ved hjelp av flere logistikk regresjonsmodeller, etter kontroll for andre kovariatene. Vi analyserte alle data ved hjelp av Statistisk Analytic System (SAS Institute, Cary, NC, USA) programvare (v. 9.1, 2005) for Windows.
Resultater
Den statistiske analyser av demografiske kjennetegn er vist i tabell 1. Vi fant signifikant forskjellige distribusjoner av alder (
p
= 0,023), kjønn (
p
0,001), betel quid tygge (
p
0,001), og tobakksbruk (
p
0,001) mellom kontroll deltakere og OSCC pasienter. For å redusere faren for interferens av miljøfaktorer, ble de justerte ORS (AORs) med 95% konfigurasjons anslått av flere logis regresjonsmodeller etter kontroll for andre kovariater i hver sammenligning.
For kontrollgruppen, alle analysert genmarkører var i HWE (
p
0,05). Dataene i tabell 2 viser at for både OSCC pasienter og kontroller, lene med høyest fordeling frekvens var som følger: heterozygot ATGG1 /ATGG2 for -94 locus av
NFKB1
genet; og homozygot C /C, C /C, og AA, henholdsvis for -519, -826 og -881 loci av
NFKBIA
genet. Ifølge AORs (95% KI), betydelig (
p
0,05) høyere risiko for OSCC ble kjent for
NFKB1
genet polymorfismer -94 ATGG1 /ATGG2, -94 ATGG2 /ATGG2 , og kombinasjonen av -94 ATGG1 /ATGG2 og ATGG2 /ATGG2 genotyper. Sammenlignet med tilsvarende villtype (WT) homozygote i kontrollgruppen, risikoen for OSCC var 1,8 ganger (95% KI = 1.2~2.8) for -94 ATGG1 /ATGG2; 2,2 ganger (95% KI = 01.02 til 04.02) for -94 ATGG2 /ATGG2l; og 1,8 ganger (95% KI = 01.02 til 02.08) for kombinasjonen av -94 ATGG1 /ATGG2 og ATGG2 /ATGG2. Disse resultatene ble oppnådd etter justering for alder, kjønn, betel pund tygge, alkoholforbruk, og tobakksbruk.
Vi har også sammenlignet resultatene fra deltakerne polymorfe genet til dem fra deltakerne viser WT-genet . Vi fant betydelig høyere risiko for OSCC i deltakere med
NFKBIA
-826 C /T, -826 C /T + T /T, -881 A /G, og -881 A /G + GG polymorfe genotyper . Disse risikoene var henholdsvis 1,6 ganger (95% KI = 1,0-2,6), 1,7 ganger (95% KI = 01.01 til 02.07), 1,6 ganger (95% KI = 1,0-2,6), og 1,7 ganger ( 95% CI = 1/2 til 2/7), sammenlignet med WT. Men folk med
NFKBIA
-519 polymorfe genet ikke var på et betydelig høyere risiko enn de med WT-genet.
Interaktive effekter mellom miljørisikofaktorer og genetisk polymorfisme av
NFKB1 Hotell og
NFKBIA
er vist i tabell 3 og 4. Blant 598 røykere, deltakere med minst ett ATGG2 allel av
NFKB1 –
94, T-allelet av enten
NFKBIA –
519 eller
–
826, eller G-allelet av
NFKBIA –
881 var på et høyere risiko for OSCC hvis de også tygd betelnøtter. Disse økte risikoen var 67,3 ganger (95% KI = 18,9 til 239,4), 29,5 ganger (95% KI = 9,6 til 91,1), 45,0 ganger (95% KI = 14,6 til 138,5), og 45,0 ganger (95% KI = 14,6 til 138,5), henholdsvis. Tilsvarende sammenlignet med folk som hadde WT homozygote, men ikke tygge betelnøtter, folk som tygget betelnøtter og hadde noen av disse polymorfismer var høyere risiko for OSCC utvikling. Disse økte risikoen var som følger: 6,9 ganger (95% KI = 2,5 til 18,9) for ATGG2 allel av
NFKB1 –
94; 14,2 ganger (95% KI = 8,3 til 24,5) for T allelet av
NFKBIA
-519; 12,4 ganger (95% KI = 7,3 til 21,2) for T allelet av
NFKBIA –
826; og 12,4 ganger (95% KI = 7,3 til 21,2) for G-allelet av
NFKBIA -.
881 (tabell 3)
Blant mutter forbrukere i kohort, tobakksrøyking forhøyet munnhulekreft risikoen betydelig i deltakerne polymorfe for
NFKB1
i
–
94 locus eller
NFKBIA
i tre loci (
–
519,
–
826 og
–
881), sammenlignet med personer med WT-genet som ikke røyker tobakk (tabell 4). Dessuten, folk som enten var polymorfe for
NFKBIA
i tre loci (
–
519,
–
826 og
–
881) eller som røykte var på 4.67- til 5,91 ganger risiko (
p
0,05) for å utvikle kreft i munnhulen, sammenlignet med personer med WT-genet som ikke røyker (tabell 4). Disse resultatene tyder på at
NFKB1 Hotell og
NFKBIA
genet polymorfismer utøve en sterk innflytelse på kreft i munnhulen mottakelighet hos menn som tygger betelnøtter og /eller røyk tobakk.
For å utforske effekter av polymorfe genotyper av
NFKB1 Hotell og
NFKBIA
på kliniske status OSCC, vi klassifisert OSCC pasienter inn i 2 undergrupper. I den første undergruppen, pasienter hadde homozygot WT alleler, og i den andre undergruppen, de hadde minst én polymorf allel. For de genotypiske frekvenser av SNPs, bare
NFKBIA
-519 viste en signifikant sammenheng med kliniske patologiske variabler i OSCC pasienter. Sammenlignet med WT genotype (C /C), pasienter med minst én polymorfe T allel av
NFKBIA
-519 viste en høyere risiko (4,88 ganger; 95% KI = 1,2 til 20,4) for fjernmetastaser ( Tabell 5).
Diskusjoner
NF-kB pathway spiller en viktig rolle i tumorutvikling og aggressivitet ved å styrke tumor angiogenese, antiapoptosis, og spredning, og ved å undertrykke immunresponsen [12], [26]. NF-kB er sjelden funnet å være konstitutivt aktiv i normale celler, men det er konstitutivt aktiv i de fleste tumorcellelinjer [27] – [29]. Tidligere forskning har vist at NF-kB er konstitutivt aktivert i OSCC [15]. Videre ble -94 innsetting /sletting ATTG polymorfisme vist seg å ha en regulerende innflytelse på
NFKB1
genekspresjon; promotersekvensen som inneholder ATTG2 allele viste en 2 x høyere aktivitet enn sammenlignbare sekvenser som inneholder den ATTG1 allelet [30]. Allelet spiller en viktig rolle i mottakelighet for prostatakreft, livmorhals squamous cell carcinoma, magekreft, og hepatocellulært karsinom [22], [23], [31], [32]. Dermed økt risiko for kreft i munnhulen i forbindelse med
NFKB1
ATGG1 /ATGG2 variant kan ha resultert fra sin positive regulering av NF-kB uttrykk (tabell 2).
Alkoholforbruket, tobakksrøyking, og betel pund tygge er de viktigste kjente etiologiske faktorer for kreft i munnhulen. I denne studien ble det observert at høyere prosenter av mennesker i OSCC gruppen hadde konsumert alkohol og tobakk og tygget betel pund (61,7%, 84,0% og 76,4%, henholdsvis), sammenlignet med kontrollene (40,3%, 40,4%, og 17,5%, henholdsvis) (tabell 1). Dette funnet indikerer at alkohol og tobakk og betel quid tygging er sterkt forbundet med økt risiko for kreft i munnhulen. Long-term tobakksrøking og mutter tygging har vist seg å bidra til kreftutvikling [3] – [5], [33]. Betel mutter bestanddeler kan øke protein nivåer av c-fos og c-Jun proto-onkogener og tobakk kan øke atom hypoksi-induserbar faktor (HIF) -1α uttrykk i munnhulekreft [34], [35].
Folk bærer
murine dobbel minutt 2 (MDM2)
SNP 309 GG genotype har munnslimhinnen som er mer utsatt for miljøkreftfremkallende, inkludert tobakk, alkohol, og betel nøtter [36]. Derfor kan eksponering mot disse faktorene føre til tidligere angrep av tumordannelse [36]. Følgelig evaluert vi den kombinerte effekten av miljøkreftfremkallende og
NFKB1
genet polymorfismer på risikoen for kreft i munnhulen (tabell 2, 3). Vi fant at
NFKB1
-94 innsetting /sletting ATTG polymorfisme kombinert med betel pund tygging og røyking ytterligere økt risiko for oral kreftutvikling. Dette fenomenet kan være forårsaket av endringer i bindingsaffinitetene mellom mutter og tobakk bestanddeler og arrangøren av det polymorfe
NFKB1
genet. Følgelig ekspresjon eller aktivitet av NF-kB ble ytterligere endret. Flere tidligere rapporter har indikert at tobakk og mutter bestanddeler kan indusere NF-kB aktivering i orale keratinocytter [37], [38]. Videre har bevis viser at alkalisk spytt som genereres ved å tygge betel pund kan spille en rolle i sigarett-relaterte nikotin-indusert DNA-skade, og reaktive oksygenarter kan være involvert i å generere denne DNA-skade [39]. Disse funnene gir en mulig molekylær forklaring for synergistisk effekt av betel pund tygging og røyking i munnkreftutvikling. Imidlertid må det redeunderliggende mekanismen verifiseres av andre veldesignede eksperimenter.
En ubalanse mellom NF-kB og IKB er et kritisk punkt i tumorutvikling og respons på behandling [40]. Polymorfismer av tre loci (
–
519,
–
826 og
–
881) av
NFKBIA
promoter ble undersøkt i denne studien. Den -881 posisjon ble valgt basert på potensielle funksjonelle effekter på grunn av sin plassering i transkripsjonsfaktor, retinsyre relaterte orphan reseptor α (RORα), og bindingsseter [41].
NFKBIA
-881G kan endre bindingsevnen av RORα, som spiller en mulig rolle i utviklingen av kreft [41]. Videre
–
881 og -826 i
NFKBIA
arrangøren viste sterk lokal koblingsulikevekt (LD) i 2 asiatiske populasjoner (kinesisk og japansk). Studien Funnene viste at taiwanske menn med minst en polymorfe G allel av
NFKBIA
-881 eller T-allelet av
NFKBIA
-826 er en høy risiko for oral kreftutvikling (tabell 2 ). Den synergistisk effekt av miljøfaktorer (betel pund og røyking) og
NFKBIA
-881 og -826 polymorfismer på risikoen for kreft i munnhulen ble også demonstrert tilstrekkelig (tabell 3 og 4).
Selv om til dags dato ingen direkte bevis har blitt presentert som beviser at -881G eller -826T på arrangøren av
NFKBIA
synker promoter aktivitet, indikerer indirekte bevis denne muligheten. For eksempel, NF-kB ekspresjon var to ganger så høy hos pasienter med sarkoidose, sammenlignet med den for kontroll deltakere. I motsetning til dette -881G og -826T alleliske vognene var mer utbredt i Sarkoidose enn hos kontrollene [42], noe som indikerer at -881G og -826T alleliske vognene kan være assosiert med økt aktivitet av NF-kB. Fordi IκBα er et absolutt krav for normal oppsigelse av NF-kB respons [11],
NFKBIA
-881G og -826T allele vognene ble antatt å forsinke effektiv IκBα uttrykk.
I konklusjonen, våre resultater tyder på at
NFKB1
genet polymorfismer kan være korrelert med kreft i munnhulen mottakelighet, og den kombinerte effekten av
NFKB1
eller
NFKBIA
genet polymorfismer med miljøkreftfremkallende, øker risikoen for oral kreftutvikling betydelig. Pasienter med kreft i munnhulen med minst en T allel av
NFKBIA
-519 har høyere risiko for å utvikle distal metastaser, sammenlignet med pasienter som bærer C /C homozygote.
