PLoS ONE: Sammenslutningen af ​​Arrangøren Methylering af RUNX3 Gene med udvikling af esophageal kræft: En Meta Analysis

Abstrakt

Baggrund

Runt-relaterede transskription faktor 3 (

RUNX3

) er et medlem af runt-domæne-familien af ​​transkriptionsfaktorer. Ny dokumentation viser, at RUNX3 er et tumorsuppressorgen i flere typer af humane cancere herunder esophageal cancer. Men sammenhængen mellem

RUNX3

promotor methylering og kræft i spiserøret er fortsat uklart. Her har vi gennemført en systematisk gennemgang og meta-analyse til kvantitativ evaluere effekten af ​​

RUNX3

promotor methylering på forekomsten af ​​kræft i spiserøret.

Metoder

En detaljeret litteratursøgning var foretaget på Medline, Pubmed og Web of Science for relaterede forskningspublikationer skrevet på engelsk og /eller kinesisk. Metodologiske kvalitet af studierne blev også evalueret. Data blev udtrukket og vurderet af to korrekturlæsere selvstændigt. Analyse af poolede data blev udført, odds ratio (OR) blev beregnet og sammenfattet henholdsvis.

Resultater

endelige analyse af 558 patienter fra 9 støtteberettigede studier blev udført. Resultatet viste, at

RUNX3

methylering var signifikant højere i esophageal kræft end i normale skællede slimhinde fra den proksimale resektion margin eller esophageal godartede læsioner (OR = 2,85, CI = 2,01-4,05, P 0.00001). Forekomsten af ​​lymfeknude involvering, tumorstørrelse (T1-T2 vs T3-T4) og histologisk klasse var signifikant større i

RUNX3

-negativ tilfælde (

RUNX3

umethylerede grupper) end i

RUNX3

-positive tilfælde (OR = 0,25, CI = 0,14 til 0,43, P 0.00001).

RUNX3

methylering var signifikant højere i esophageal adenocarcinom (EAC) end Barretts øsofagus (OR = 0,35, CI = 0,20-0,59, P 0,0001). Hertil kommer, at samlet HR for samlet overlevelse (OS) viste, at faldet

RUNX3

udtryk var forbundet med dårligere overlevelse i kræft i spiserøret (HR = 4,31, 95% CI = 2,57-7,37, P 0,00001).

konklusioner

resultaterne af denne meta-analyse tyder på, at

RUNX3

methylering er forbundet med en øget risiko, progression samt dårligere overlevelse i kræft i spiserøret.

RUNX3

methylering, som inducerer inaktivering af

RUNX3

gen, spiller en vigtig rolle i esophageal carcinogenese

Henvisning:. Wang Y, Qin X, Wu J, Qi B , Tao Y, Wang W, et al. (2014) sammenslutning af Arrangøren Methylering af

RUNX3

Gene med udvikling af esophageal kræft: En metaanalyse. PLoS ONE 9 (9): e107598. doi: 10,1371 /journal.pone.0107598

Redaktør: Qing-Yi Wei, Duke Cancer Institute, USA

Modtaget: 14. april, 2014 Accepteret: 4 juni 2014; Udgivet: 17 September, 2014

Copyright: © 2014 Wang et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed:. Det forfattere bekræfter, at alle data, der ligger til grund resultaterne er fuldt tilgængelige uden restriktioner. Alle relevante data er inden for papir og dens Støtte Information filer

Finansiering:.. Forfatterne har ingen finansiering eller støtte til rapporten

Konkurrerende interesser: Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser.

Introduktion

kræft i spiserøret er den ottende mest almindelige kræftform i verden, esophageal planocellulært karcinom (ESCC) og adenocarcinom (EAC) er to store histopatologiske typer af kræft i spiserøret [1], [2] . Det er blevet rapporteret, at esophageal tumor i øjeblikket påvirker mere end 450, 000 mennesker verden over, og forekomsten er stadig stigende [1]. Kirurgi er den standardbehandling for esophageal tumor [3]. Men den samlede prognose er langt mindre tilfredsstillende og temmelig beskedne, med 5-årige overlevelsesrater mellem 15 og 50% [4], [5]. Derfor undersøger mekanismen for initiering og progression og finde ud af de terapeutiske mål på biomolekylære niveauer er stærkt ønskes til behandling af kræft i spiserøret.

Runt-relaterede transskription faktor 3 (

RUNX3

) gen er et tumorsuppressorgen involveret i TGF-β-signalvejen, som blev klonet og identificeret som et humant gnom-domæne indeholdende genet i 1994 [6]. Dens præcise funktion er blevet intensivt undersøgt i mavekræft, med opregulering inducerer cellecyklusstop, apoptose, og ned regulering af cyklin D1 udtryk [7], [8], [9], [10], men dens rolle i kræft i spiserøret har ikke blevet grundigt undersøgt og revideret. Inaktivering af

RUNX3

ved promotor-methylering har vist sig at spille en vigtig rolle under normal vævsudvikling og i tumorigenese i spiserøret [11]. I denne undersøgelse har vi gennemgået og udført en metaanalyse på de offentliggjorte kliniske undersøgelser vedrørende effekten af ​​

RUNX3

på patienter med kræft i spiserøret.

Materialer og metoder

Søg strategi

Medline, Pubmed og Web of Science blev ransaget i december 2013 ved hjælp af søgeord: “esophageal” og “kræft eller tumor eller neoplasma eller karcinom” og “RUNX3”. Undersøgelser identificeret gennem tilgange som beskrevet ovenfor blev screenet ved titler først, derefter abstracts af publikationerne. Efter udelukkelsen af ​​ikke-relevante publikationer og identifikation af dubletter fra de forskellige databaser, blev de resterende papirer evalueret i den fulde tekst version for ind- og eksklusionskriterier og for relevante artikler i de referencelister. Alle kliniske undersøgelser, med undtagelse case-rapporter blev valgt. Sproget for offentliggørelse var begrænset til engelsk og kinesisk. Alle søgte data blev hentet. Forfatternes bibliografier og referencer på udvalgte undersøgelser blev også søgt efter andre relevante undersøgelser. Den mest komplette undersøgelse blev valgt for at undgå dobbeltarbejde, hvis samme patientpopulationer blev rapporteret i flere publikationer.

Udvælgelseskriterier

Vi indsamlede alle berettigede artikler om forholdet mellem

RUNX3

methylering og /eller udtryk og klinisk-patologiske træk og kliniske resultater i kræft i spiserøret i denne meta-analyse. Undersøgelser, der opfylder følgende kriterier inklusionskriterierne blev inkluderet: (1)

RUNX3

methylering og /eller udtryk evalueret i omsætning og /eller primære kræft i spiserøret væv, (2) undersøgelser afslører forholdet mellem

RUNX3

kræft methylering og /eller udtryk og esophageal klinisk-patologiske parametre og prognose, (3)

RUNX3

methylering og /eller udtryk undersøgt ved polymerasekædereaktion (PCR), (4) artikler offentliggjort som en fuld papir på engelsk, (5) undersøgelser tilstrækkelige oplysninger til at estimere hazard ratio (HR) om samlet overlevelse (OS) og 95% konfidensinterval (CI). Udelukkelseskriterierne omfattede følgende: (1) breve, anmeldelser, case rapporter, konference abstracts, ledere, ekspertudtalelser, ikke-engelsk, ikke-kinesiske sprog papirer; (2) artikler med ingen oplysninger om OS eller utilstrækkelige oplysninger til beregning af HR; og (3) alle publikationer om

in vitro

/

ex vivo

undersøgelser, cellelinjer og humane xenografter.

dataudtræk.

To efterforskere uafhængigt udtrukne data fra støtteberettigede undersøgelser. Uoverensstemmelser blev løst ved diskussion og konsensus. To efterforskere gennemgået alle artikler, der passer til inklusions- og eksklusionskriterier. Følgende oplysninger blev registreret for hver undersøgelse: det første forfatternavn, udgivelsesår, prøve kilde, antallet af sager, klinisk-patologiske parametre, kræft med tumor node metastase (TNM) fase,

RUNX3

methylering og /eller udtryk og tålmodig overlevelse. Data til undersøgelse egenskaber og klinisk respons blev opsummeret og vendte data i tabelformat. Heterogenitet undersøgelse blev evalueret for at afgøre, om data fra de forskellige undersøgelser var passende for en meta-analyse.

Statistisk analyse.

Analyse blev udført ved hjælp af Stata 12.0 (Stata Corporation, TX, USA) og anmeldelse manager 5.2 (Cochrane Collaboration, Oxford, UK). Sammenligninger af dikotome foranstaltninger blev udført af puljede skøn over odds ratio (OR) samt deres 95% kreditinstitutter.

P

værdi 0,05 blev anset for at være statistisk signifikant. Heterogenitet blev undersøgt af en chi-square test med signifikans sat til

P

0,10; den samlede variation blandt undersøgelser blev estimeret ved jeg ligge. Hvis der var heterogenitet blandt undersøgelser, vi brugte en tilfældig effekt model til at samle den yderste periferi; ellers blev en fast effekt valgte model.

Databasen søgning genererede 14 artikler fra Pubmed og Web of Science. Efter indledende screening af alle titler, abstracts og valgbarhed, blev 9 fuldtekst undersøgelser tilbagetrukket for mere detaljeret vurdering. Søgningen af ​​artiklen referencer ikke producere yderligere publikationer. Til sidst, 9 publikationer mødte inklusionskriterierne for kvalitativ undersøgelse og for meta-analyse. artiklen søgning og undersøgelse valg Den er afbildet i figur 1.

Resultater

Identifikation af relevante undersøgelser

Fjorten publikationer blev identificeret ved hjælp af søgning fremgangsmåde som beskrevet ovenfor . Fem af dem blev ekskluderet på grund af laboratorieundersøgelser, ikke-originale artikler (anmeldelse), eller undersøgelser irrelevante for den aktuelle analyse. Til sidst var der ni studier indgår i den endelige metaanalyse [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19] (figur . 1).

undersøgelse egenskaber

Ni undersøgelser offentliggjort 2005-2013 var berettiget til meta-analyse. I alt 558 patienter, herunder esophageal planocellulært karcinom (ESCCs) og esophageal adenokarcinomer (EACS) fra Kina, Japan, Australien og USA blev indskrevet. I alt 140 tilfælde af Barretts øsofagus (BE) blev også inkluderet i denne analyse. Deres grundlæggende egenskaber er opsummeret i tabel 1.

RUNX3 methylering og udtryk og klinisk-patologiske træk

1. Inaktivering af

RUNX3

gennem methylering i esophageal kræft.

Det blev rapporteret, at tabet af

RUNX3

mRNA ekspression blev statistisk korreleret med promotor hypermethylering i esophageal tumorer (

P

0,001) [18], [19]. Vi observerede,

RUNX3

methylering var signifikant højere i ESCC /EAC end ved normal skællede mucosa fra den proximale resektionsranden eller esophageal godartede læsioner. Den samlede ELLER fra 6 undersøgelser, herunder 347 esophageal kræft og 246 normal skællede slimhinde blev vist i figur 2 (OR = 2,85, CI = 2,01-4,05, P 0.00001), som viste, at

RUNX3

inaktivering via methylering spiller en vigtig rolle i patogenesen af ​​esophageal kræft.

2. Rolle

RUNX3

methylering i spiserøret udvikling af kræft.

Vi analyserede 263 patienter samlet i 4 undersøgelser for at vurdere, om den afvigende

RUNX3

methylering /udtryk i serum /kræft væv DNA var forbundet med fremskreden, herunder tumor størrelse (T1-T2 vs T3-T4), lymfeknude involvering, lymfe og blod fartøjer metastase, og tilbagefald i esophageal karcinomer.

RUNX3

methylering /udtryk anslået i biopsi /blodprøver og klinisk-patologiske faktorer som beskrevet ovenfor blev undersøgt. Forekomsten af ​​lymfeknude involvering, tumorstørrelse (T1-T2 vs T3-T4) og histologisk klasse var signifikant større i

RUNX3

-negativ tilfælde (

RUNX3

umethylerede grupper) end i

RUNX3

-positive tilfælde (figur 3), med OR = 0,25, CI = 0,14-0,43,

P

0,00001. Disse resultater antyder, epigenetisk inaktivering af

RUNX3

genekspression ved promotor-hypermethylering, kan spille en vigtig rolle i esophageal cancer progression og udvikling. Med lighed i patologisk stadium, Hiramatsu et al [17] viste, at

RUNX3

ekspression var betydeligt højere i 19 veldifferentierede ESCCs end i 56 moderat eller 69 ringe differentierede ESCCs (p 0,01).

forekomsten af ​​lymfeknude involvering, tumorstørrelse (T1-T2 vs T3-T4) og histologisk klasse var signifikant større i

RUNX3

-negativ tilfælde (

RUNX3

umethyleret gruppe) end i

RUNX3

-positive tilfælde, OR = 0,25, CI = 0,14-0,43, P. 0,00001

Barretts øsofagus (BE) er den metaplastisk udskiftning af skællede med kolonneformat epitel i spiserøret, som følge af tilbagesvaling. Det er en stor risikofaktor for udvikling af ØK [20], [21]. Vi observerede, at

RUNX3

methylering var signifikant højere i ØK end i BE som vist i figur 4, OR = 0,35, CI = 0,20-0,59,

P

0,0001.

RUNX3

hypermethylering er en uafhængig risikofaktor for progression af BE til high-grade dysplasi af spiserøret og EAC [13], [22].

blev ikke observeret nogen heterogenitet i analysen af

RUNX3

methylering /lav udtryk i normale prøver og esophageal patientprøver (

P

= 0,81), i BE og EAC patienter (

P

= 0,88). Der er ingen heterogenitet

RUNX3

methylering med fremskreden (

P

= 0,81), så den faste effekt modellen blev anvendt.

3.

RUNX3

som prognostisk faktor for kræft i spiserøret.

Fire undersøgelser omfattede undersøgt forholdet mellem OS og

RUNX3

methylering /udtryk. Den poolede HR til OS viste, at faldet

RUNX3

udtryk var forbundet med dårligere overlevelse i kræft i spiserøret, som vist i figur 5 (HR = 4,31, 95% CI = 2,57-7,37,

P

0,00001)

Den samlede HR til OS viste, at faldet

RUNX3

udtryk var forbundet med dårligere overlevelse i kræft i spiserøret, HR = 4,31, 95% CI = 2,57-7,37, P. 0,00001 .

4. Følsomhedsanalyser og publikationsbias.

En følsomhedsanalyse, hvor den ene undersøgelse blev fjernet på et tidspunkt, blev udført for at vurdere resultatet stabilitet. De samlede yderste periferi og HRs blev ikke signifikant ændret, hvilket indikerer stabiliteten i vores analyser. Tragten parceller var stort set symmetriske (figur 6), hvilket antyder var der ingen offentliggørelse skævheder i meta-analyse af

RUNX3

methylering /udtryk og klinisk-patologiske funktioner samt samlet overlevelse hhv.

Tragten plot fra 6 studier, der sammenligner esophageal kræft og normal skællede mucosa (A). Tragten plot fra 4 studier i fastlæggelsen

RUNX3

hypermethylering i fremskreden (T3-T4) og tidligt tidspunkt (T1-T2) (B). Tragten plot fra 2 undersøgelser i fastlæggelsen

RUNX3

hypermethylering i Barretts øsofagus (BE) og esophageal adenocarcinom (EAC) (C). Tragten plot fra 4 studier til bestemmelse af forholdet mellem

RUNX3

hypermethylering og samlet overlevelse (OS) i kræft i spiserøret (D).

Diskussion

RUNX3

tilhører runt domænet familien af ​​transkriptionelle faktorer, der spiller en vigtig rolle under normal væv udvikling og i tumorigenese [7], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33].

RUNX3

inaktivering er en afgørende faktor for at bestemme kræft patogenese og klinisk resultat i en række forskellige cancertyper [23]. De forskellige former for

RUNX3

inaktivering i forskellige tumor typer omfatter hemizygote sletning, mutationer, hypermethylering, histon ændringer og cytoplasmatisk mislocalization [23]. Til dato har der været nogle undersøgelser, der beskriver den præcise udtryk, prognostisk betydning og methylering status

RUNX3

i esophageal celle karcinom [13], [16], [17], [19], [33], [34]. Vi har foretaget en meta-analyse for at vurdere sammenhængen mellem

RUNX3

promotor methylering /lav udtryk og kræft i spiserøret. Analyse af de samlede data viste, at 1) Esophageal kræft havde en højere methylering end normale væv, eller godt-opdelte kræft væv; 2) Forekomsten af ​​lymfeknude involvering, tumorstørrelse (T1-T2 vs T3-T4) og histologisk klasse var signifikant større i

RUNX3

-negativ tilfælde (

RUNX3

umethylerede grupper) end i

RUNX3

-positive tilfælde;

RUNX3

methylering var signifikant højere i ØK end i BE; og 3) Den samlede HR til OS viste, at faldet

RUNX3

udtryk var forbundet med dårligere overlevelse i kræft i spiserøret.

ESCC og ØK er de to store histologiske typer af esophageal carcinoma. ESCC sker især i de endemiske områder som Asien og Afrika, mens ØK er den mest almindelige i Nordamerika og Europa [35]. Selv om disse to esophageal kræftformer er forskellige i patogenese, epidemiologi, tumor biologi, prognose og terapeutiske strategier blandt de puljede patienterne i denne meta-analyse,

RUNX3

methylering /lav ekspression var associeret med patogenesen af ​​begge typer af esophageal cancer , hvilket indikerer, at

RUNX3

kunne være ansvarlig for forskellige mønstre af tumorigenese.

Patienter med BE, har en øget risiko for at udvikle ØK. Den mest etablerede markør for risikoen for at udvikle ØK i BE er dysplasi [36]. På grund af ikke veldefineret naturhistorie lav kvalitet dysplasi (LGD), ikke godt karakteriseret histologisk klassifikation af dysplasi i øvrigt især ekstremt høj interobserver variabilitet for LGD, er der behov for molekylære biomarkører for at forbedre klassificeringen risiko for BE patienterne [37], [38 ], [39]. Det blev accepteret, at BE er et præcancer væv, og at afvigende promotor methylering opstår tidligt i metaplasi før histologiske tegn på progression til kræft. Nogle underliggende mekanismer for afvigende DNA methylering i Barretts metaplasi er blevet noteret. Hyppige

RUNX3

inaktivering gennem promotor hypermethylering blev rapporteret i ESCC, ØK, Barretts metaplasi og dysplasi [13], [15], [17], [18]. Resultatet af denne meta-analyse viste, at methylering af

RUNX3

genet var signifikant højere i både BE og EAC end i de skællede prøver, at metaplasi BE var næsten lige så unormal epigenetisk som ØK. Med andre ord, den afvigende methylering af

RUNX3

gen er en tidlig begivenhed, som de fleste formentlig sker uafhængigt af EAC [13], [15].

RUNX3

øver pleiotropiske effekter under tumorsuppression. Det hæmmer den onkogene Wnt signalvejen via dannelse af et kompleks med TCF4-β-catenin-komplekset og hæmmer den i at binde til target gener, såsom c-myc og cyclin D1 [23], [40]. RUNX3 interagerer med SMAD3 /Smad4 at regulere TGF-β hæmning af proliferation og apoptose ved aktivering af p21 og Bim. Sakakura et al [34] fandt, at hyppig lyddæmpning af

RUNX3

ved promotor hypermethylering i esophageal planocellulært karcinom er forbundet med radioresistance og dårlig prognose. Med andre ord,

RUNX3

genekspression fremmer radiosensitivitet, mens dens inaktivering letter radioresistance [34]. De bekræftede endvidere, at RUNX3 aktiverer Bim ekspression og øger følsomheden over for stråling og inducerer TGF-β-medieret apoptose i ESCC celler, derfor fungerer som en afgørende faktor for radiosensitivitet [34]. Således kan induktion af RUNX3 ekspression ved at overvinde gendæmpning forbedre radiosensitivitet mod tumor, som kan have afgørende klinisk virkning for esophageal kræftpatienter. Det er også spændende, at måling af RUNX3 udtryk status i forbehandling prøver kan forudsige radiosensitivitet [34].

Progression fra BE til kræft i spiserøret synes at spejle ophobning af genetiske abnormiteter, hvilket tyder på en trinvis progression af genetiske ændringer i spiserøret kræft.

RUNX3

, i kombination med et panel af andre gener, som er inaktiveret ved methylering, kan udvikles som biomarkører for forskellige væv. Dette er ved at blive en god strategi for risiko lagdeling at forudsige neoplastisk progression, herunder kræft i spiserøret [14].

Ensartede resultater blev vist i følsomhedsanalyser, og der fandtes ingen beviser for offentliggørelse bias. Men denne undersøgelse har flere potentielle begrænsninger. Først muligheden af ​​informations- og udvælgelse fordomme og uidentificerede confoundere kunne ikke helt udelukkes, fordi alle de inkluderede studier var observerende. For det andet blev det søgende strategi begrænset til artikler publiceret på engelsk og kinesisk. Artikler med potentielt data af høj kvalitet, der blev offentliggjort på andre sprog er ikke medtaget på grund af forventede vanskeligheder med at opnå nøjagtig medicinsk oversættelse. Derfor bør der træffes forholdsregler, når vores resultater fortolkes blandt de almindelige befolkninger.

Som konklusion viste vores meta-analyse

RUNX3

kan spille en vigtig rolle i kræft i spiserøret initiering og progression. Plasmakoncentrationen af ​​RUNX3 promotor hypermethylering kan være en lovende biomarkør til tidlig diagnose af spiserøret pladecellekræft [16]. Desuden

RUNX3

methylering er forbundet med en øget risiko og ringere overlevelse i esophageal kræftpatienter. Yderligere store undersøgelser, især multi-center og godt matchede kohorte forskning vil give mere indsigt i den rolle,

RUNX3

i prognosen og klinisk implementering af esophageal kræftpatienter. Det faktum, at lukke munden på

RUNX3

gen på transkriptionsniveauet og funktionel inaktivering på proteinniveauet i spiserøret kræft er stærkt korreleret med dårlig prognose og kan forekomme i tidlige fase af tumor initiering, hvilket gør det et lovende mål for terapeutisk tilgange. Vedligeholdelse

RUNX3

udtryk under mikromiljø stress betingelser, enten direkte eller indirekte eller vende

RUNX3

lyddæmpning kunne være en ny retning for lægemiddelforskning for esophageal kræft. Endvidere

RUNX3

blev rapporteret at styre Notch signalering som er tæt forbundet med kræft stamceller (CSCS) [7]. Konventionel kemoterapi kan fremkalde resistens over for kemoterapeutiske midler, og tumor genvækst medieret af CSCS, derfor rettet mod

RUNX3

gen og dens relaterede signalveje kunne være en anden mekanisme til terapeutiske tilgange til kræftbehandling sigter mod CSC elimination.

Støtte oplysninger

Tjekliste S1.

PRISMA tjekliste

doi:. 10,1371 /journal.pone.0107598.s001

(DOC)

Flowchart S1.

PRISMA flowchart

doi:. 10,1371 /journal.pone.0107598.s002

(DOC)