PLoS ONE: sammenhængen mellem RNA-splejsning Complex Gene SF3A1 polymorfier og Kolorektal Cancer Risk i en kinesisk Befolkning

Abstrakt

Baggrund

Afvigende alternativ splejsning inkluderet ændringer i komponenter af mRNA splejsning maskiner ofte forekommet i tyktarmskræft. Men den rolle

SF3A1

, en nøglekomponent i mRNA splejsning maskiner, på kolorektal cancer (CRC) risiko var stadig ikke klarlagt.

Metode og Resultater

Vi udført et hospital-baseret case-kontrol undersøgelse indeholdende 801 CRC patienter og 817 cancer-fri kontrol for at undersøge sammenhængen mellem

SF3A1

polymorfier og CRC risiko i en kinesiske befolkning. Fire kandidat SNPs (rs10376, rs5753073, rs2839998 og rs2074733) blev udvalgt på grundlag af bioinformatik analyse og tidligere resultater. Resultaterne viste ingen signifikante sammenhænge mellem disse SNPs og CRC risiko (

P

0,05). Desuden er den stratificerede analyse baseret på status rygning og alkohol opnåede ingen statistisk signifikante resultater.

Konklusion

Vores undersøgelse var den første til at undersøge sammenhængen mellem

SF3A1

polymorfier og CRC risiko. Resultaterne foreslog disse fire SNPs i

SF3A1

ikke var forbundet med CRC risiko i en kinesisk befolkning, er imidlertid behov for yderligere flere undersøgelser for at bekræfte vores resultater

Henvisning:. Chen X, Du H Liu B, Zou L, Chen W, Yang Y, et al. (2015) sammenhængen mellem RNA splejsning Complex Gene

SF3A1

polymorfier og Kolorektal Cancer Risk i en kinesisk Befolkning. PLoS ONE 10 (6): e0130377. doi: 10,1371 /journal.pone.0130377

Academic Redaktør: Ming Yang, Beijing University of Chemical Technology, KINA

Modtaget: Februar 13, 2015; Accepteret: 19 maj 2015; Udgivet 16. juni, 2015

Copyright: © 2015 Chen 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: Alle relevante data er inden papiret

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af National Natural Science Foundation of China (Grant nr 31.172.395), de centrale teknologier Forskning og Udvikling Program Kina (Grant nr 2013BAI12B01-3) og Sundhed og familieplanlægning Kommissionen i Hubei-provinsen i Kina (Grant nr WJ-2015MB039). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

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

Introduktion

kolorektal cancer (CRC) er fortsat et stort sundhedsproblem, og er en førende årsag til sygelighed og dødelighed i hele verden, som repræsenterer den tredje mest almindelige årsag til cancer-relaterede dødsfald [1]. Det blev anslået til at forårsage 142,820 nye tilfælde og 50,830 dødsfald i tyktarm og endetarm kræft i USA for både mænd og kvinder i 2013 [2]. Selv om flere miljømæssige risikofaktorer [3,4] er blevet påvist at være forbundet med risiko for CRC blev genetisk modtagelighed sig at være involveret i udviklingen af ​​denne sygdom. Genom-dækkende forening undersøgelser (GWAS) er blevet en succes anvendt til at identificere modtagelighed loci for kræft og andre sygdomme [5,6]. I kolorektal cancer, har de seneste GWAS undersøgelser viste mere end 20 modtagelighed enkelt nukleotid polymorfier (SNP) i flere forskellige loci i europæiske og asiatiske befolkninger [7-20]. Men de fleste af dem er placeret i ikke-kodende områder og kan forklare mindre end 10% af den familiær relative risiko for CRC i europæiske populationer [13,14] .Disse indikerede, at der kan være en betydelig del af genetiske komponenter uopdaget og biologiske mekanismer er forpligtet til at blive udforsket.

RNA splejsning kan fjerne introns fra pre-messenger RNA og er afgørende for alle eukaryote organismer til at generere betydelige antal alternative isoformer med ændret kodning potentielle eller regulatoriske regioner for at sikre den funktionelle alsidighed deres protein over for et begrænset antal gener [21,22]. Men afvigende alternativ splejsning skyldes mutationer i splejsning elementer i cancer-gener eller transkripter fra ikke-muterede gener opstod i mange cancere [23]. For eksempel har nogle studier undersøgt afvigende alternativ splejsning i tyktarmskræft og opdaget mange tyktarmskræft specifikke alternative splejsning begivenheder, der påvirker flere proteiner eller veje [24-28]. Disse kolon kræft-relaterede splejsningsbegivenheder ofte involveret forandringer i dele af mRNA splejsning maskiner, som blev eksemplificeret ved den seneste konstatering af, at forstærkning eller overekspression af

PRPF6

kunne være en drivkraft for kolon tumorigenese [29].

RNA-splejsning er en velordnet proces, der rekrutterer, omarrangerer og funktionen af ​​et sæt af små nukleare ribonukleoprotein (snRNP) komplekser, såvel som mange andre proteinkomponenter på præ-mRNA’er. Under splejsning, SF3A1 sammen med U2 snRNP og andre proteiner, rekrutteres til 3’splejsning websted for at generere splejsning kompleks A, efter indregning af 3’splejsning site [30] .Derfor,

SF3A1

er kritisk for spliceosome samling og normale splejsningsbegivenheder.

SF3A1

ligger i 22q12.2, hvor der er rapporteret at være forbundet med modtagelighed for lungekræft [31], brystkræft [32] og inflammatorisk tarmsygdom [33] af genom-dækkende associationsstudier. Flere undersøgelser har rapporteret foreningerne mellem mutationer af

SF3A1

og andre sygdomme. Yoshida et al [30] har for nylig opdaget lavere mutationsmønstre for

SF3A1

i størstedelen af ​​patienterne med myelodysplastisk syndrom (MDS). Derudover kurateret oplysninger fra Katalog over somatiske mutationer i Cancer (COSMIC) database afslørede, at mutationer i kodningen-regionen i

SF3A1

var forbundet med flere kræftformer, herunder esophageal adenocarcinom, myxoid liposarkomer, synovial sarkomer, osteosarkomer, endometrie tumorer, lungekræft, brystkræft, ovariecancer, gastrisk kræft og glioblastom. Kollektivt, disse resultater foreslog sammenhængen mellem

SF3A1

og kræftrisiko, og understregede et behov for yderligere undersøgelser for sammenslutningen af ​​

SF3A1

polymorfier og CRC risiko.

I betragtning af den fælles forekomst af afvigende alternativ splejsning i CRC og den rolle,

SF3A1

i alternativ splejsning, vi hypotese de polymorfier af

SF3A1

måske også bidrage til modtagelighed CRC. I den foreliggende undersøgelse, vi udført et hospital-baseret case-kontrol undersøgelse i en kinesisk befolkning til at undersøge sammenhængen mellem polymorfier af

SF3A1

og CRC risiko.

Materialer og metoder

Etik Statement

på rekruttering, blev skriftligt informeret samtykke fra hver emne. De personlige oplysninger om sex, fødselsår, rygning og drikkevaner alle deltagere blev også indsamlet af interviews. I mellemtiden blev 5 ml perifer blodprøve fra hvert individ opsamlet og lagret i -80 ° C køleskab før DNA-ekstraktion. Denne undersøgelse blev godkendt af etisk komité af Tongji Hospital Huazhong Universitet for Videnskab og Teknologi.

Undersøgelse deltagere

I alt 801 CRC tilfælde og 817 kræft-fri kontroller blev undersøgt i denne undersøgelse, alle var ubeslægtede etniske han-kinesere, der bor i Wuhan region. Patienter, der var blevet histopatologisk bekræftet med primær kolorektal cancer blev indrulleret fra Tongji Hospital mellem 2009 og 2013, og ikke havde modtaget strålebehandling eller kemoterapi før blodprøver samling, hvoraf en del er beskrevet i vores tidligere undersøgelser [34-36]. Kræft-fri kontroller blev udvalgt fra fysisk undersøgelse deltagere i samme hospital og i samme periode uden nogen historie af kræft eller alvorligt kronisk sygdom. De kontrolpersoner var frekvens matchet til CRC patienter efter alder (± 5 år) og køn.

Identifikation af kandidat SNPs

De kandidat SNPs blev identificeret baseret på bioinformatik analyse og relaterede resultater. Proceduren Screeningen blev beskrevet som følger. Først, vi input genet “

SF3A1

” i en webbaseret bioinformatik værktøj “SNPinfo-SNP Function Prediction” (https://snpinfo.niehs.nih.gov/snpinfo/snpfunc.htm) med allel frekvens begrænset til “CHB” og “Asiatisk” befolkninger. Værktøjet integrerer GWAS og kandidat-gen information til at forudsige funktionelle egenskaber både ikke-kodende og kodende SNP’er, såsom transkription-faktor-bindingssted (TFBS), microRNA-bindingssted, splejsningssted, regulatorisk potentiale score, Polyphen og så videre. Som et resultat, 32 SNP’er med MAF af CHB eller asiatiske 5% blev hentet, blandt hvilke kun rs10376 og rs5753073 blev forudsagt at finde i de bindende steder af microRNA med Miranda scorer for to alleler afveg med ≥ 16. Derefter en anden bioinformatik værktøj “miRNA SNP v2.0” (http: //bioinfo.life.hust.edu.cn/miRNASNP2/) blev vedtaget for at forudsige funktionen af ​​rs2839998 grund af dens uklare resultat af “SNPinfo-SNP Function Prediction”. Som forventet blev SNP også forudsiges at være et microRNA-bindingssted. Desuden blev SNP af rs2074733 afsløret at være forbundet med øget risiko for kræft i bugspytkirtlen i vores tidligere undersøgelse. Derfor blev fire SNP’er (rs10376, rs5753073, rs2839998 og rs2074733) endelig valgt i vores undersøgelse.

DNA isolation og genotype

5 ml perifert blod prøve fra hvert enkelt tilfælde og kontrol emnet blev brugt til at isolere genomisk DNA ved anvendelse af RelaxGene Blood System DP319-02 (Tiangen, Beijing, Kina) ifølge producentens instruktioner. De 7900HT Hurtig Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, CA) blev anvendt til at bestemme de genotyper af rs2074733, rs10376, rs2839998 og rs5753073 ved hjælp af TaqMan SNP genotypebestemmelsesassay. (Applied Biosystems, Foster City, CA). Amplifikation blev udført under følgende betingelser: 95 ° Cfor 10 minutter efterfulgt af 45 cyklus på 94 ° C i 30 s og 62 ° C i 1 min. Data blev analyseret ved anvendelse Allelic Discrimination Program (Applied Biosystems). Desuden har vi tilfældigt udvalgt 5% prøver og genotype dobbelt så kvalitetskontrollen med en konkordans på 100%.

Statistisk analyse

For at vurdere forskellene i fordelingen af ​​køn, alder, rygning, drikke status og genotyper mellem case og kontrolgrupper, Pearson χ

2 test og

t

test var ansat eventuelt. Hardy-Weinberg ligevægt for genotyper blev testet i kontrol af en goodness-of-fit χ

2-test. Foreningerne mellem rs2074733, rs10376, rs2839998 og rs5753073 og CRC risiko blev evalueret af OR og dets 95% konfidensinterval (95% CI) ved hjælp ubetinget logistisk regressionsanalyse justeret efter alder, køn, rygevaner og alkoholforbrug. SPSS 12.0 software blev brugt til at udføre de to sidede statistiske analyser og

P

0,05 blev betragtet som statistisk signifikant.

Resultater

Karakteristik af undersøgelsespopulationen

I den foreliggende undersøgelse har vi rekrutteret 801 CRC patienter og 817 cancer-fri raske individer, hvis egenskaber er vist i tabel 1. Den gennemsnitlige alder for patienter og kontroller var 58.18 år (± 11,68) og 57.51 år (± 11.44), hhv. Blandt tilfælde 58,4% var mænd sammenlignet med 58,0% blandt kontroller. Derudover 35,3% tilfælde var rygere og 31,6% tilfælde med drikkevaner. Der var ingen signifikante forskelle i fordelingen af ​​alder (

P

= 0,244), køn (

P

= 0,867), rygevaner (

P

= 0,122) og alkohol bruge (

P

= 0,453) mellem case og kontrolgrupper.

Association analyse

Genotype fordelinger af de

SF3A1

polymorfier i CRC patienter og kontrolpersoner er vist i tabel 2. genotyper af rs5753073, rs2839998, rs10376 og rs2074733 i kontroller var i overensstemmelse med Hardy-Weinberg ligevægt (HWE) med

P

værdier på 0,802, 0,734, 0,668 og 0,208, henholdsvis. Den logistiske regressionsanalyse viste ingen signifikante associationer mellem heterozygote og homozygote variationer af alle disse 4 SNPs og CRC risiko efter justeret efter alder, køn, rygevaner og alkoholforbrug. For eksempel personer med rs5753073 GG eller GA genotype viste lignende CRC risiko sammenlignet med dem med AA-genotypen (OR = 0,73, 95% CI: 0,37-1,44 og OR = 0,86, 95% CI: 0,68-1,08). Ligeledes var der ingen forskel på genotype fordelinger af rs2839998, rs10376 og rs2074733 mellem cases og kontroller.

Vi stratificeret næste vores forsøgspersoner til at undersøge forholdet mellem

SF3A1

polymorfier med rygning og brug af alkohol status. Vi har dog stadig ikke observeret signifikante associationer mellem disse SNPs og CRC risiko i rygning og brug af alkohol undergrupper (

P

0,05) (tabel 3 og 4)

diskussion

i den foreliggende undersøgelse, vi hypotese, at polymorfier af

SF3A1

kan bidrage til den genetiske modtagelighed CRC. Da RNA splejsning systemet er nødvendigt for funktionel diversitet af protein og gen kontrol i eukaryote organismer, dysregulering af sådanne maskiner, herunder mutationer af de centrale gener, kan forårsage forskellige sygdomme og kræft [37,38]. Som medlem af splejsning kompleks,

SF3A1

er blevet impliceret i forskellige cancerformer. Vi foreslog derfor, at polymorfier kan påvirke

SF3A1

udtryk, så resulterer i afvigende alternative splejsning begivenheder i CRC.

De fire ansøgerlande polymorfier udvalgte baseret på bioinformatik analyse og tidligere resultater er placeret inden for ikke- kodende regioner af

SF3A1

. Mere end 1.200 GWAS undersøgelser har opdaget næsten 6500 modtagelighed loci [39], og det er bemærkelsesværdigt, at 93% af som er beliggende inden ikke-kodende regioner [5]. Nogle af SNP’er placeret inden regulatoriske ikke-kodende regioner kan påvirke genekspression og er vigtige bestanddele i kompleks sygdom disposition [40]. Blandt de fire polymorfier, rs10736, rs5753073 og rs2839998 er placeret i 3′-utranslaterede region (UTR), hvor microRNA binder og regulerer mRNA ekspression. Disse bindinger kan påvirkes af SNPs, der bor i microRNA target site, som enten kan ophæve eksisterende bindingssteder eller oprette illegitime bindingssteder, der har en anden effekt på genekspression og som repræsenterer en anden type af genetisk variation, der kan påvirke risikoen for visse menneskelige sygdomme [41]. Akkumulerende beviser har afsløret, at polymorfier inden mikro-RNA-bindende sites er forbundet med brystcancer [42], blærecancer [43] og kolorektal cancer [44]. Foruden microRNA målsteder, at langt størstedelen af ​​CRC SNP’er afsløret af GWAS overlappede med mindst en enhancer i colon krypt, hvoraf nogle var signifikant associeret med lavfrekvent tabt variant enhancer loci (VELS) [45] og knyttet til ændrede ekspressionsniveauet af deres målgener. Derfor de ovennævnte undersøgelser foreslog de formodede roller vores ikke-kodende SNP’er i CRC carcinogenese.

For at undersøge de roller,

SF3A1

polymorfier i at bidrage til følsomheden af ​​CRC, vi udførte en forening analyse af rs5753073, rs2839998, rs10376 og rs2074733 i 801 tilfælde og 817 kræft-fri kontrol i en kinesiske befolkning. Men alle disse SNPs har undladt at være forbundet med CRC risiko. Når stratificerede analyser blev udført af rygning og alkohol brug status, vi stadig opnåede ingen statistisk signifikante resultater. Vi foreslog, at den begrænsede stikprøve kan være utilstrækkelig for denne forening undersøgelse, derfor flere sager og kontroller er nødvendige i fremtiden.

Nogle begrænsninger også eksisterede i vores aktuelle undersøgelse. Først som et hospital-baseret case-kontrol undersøgelse, selektionsbias måske ikke undgå. Derfor er større prospektive undersøgelser deltog for at bekræfte vores resultater. For det andet, CRC er en heterogen sygdom, hvor miljømæssige faktorer spiller en vigtig rolle. Derfor bør overvejes flere andre risikofaktorer for yderligere at belyse ætiologien af ​​CRC.

Sammenfattende vi først undersøgte associationer mellem polymorfier af

SF3A1

og CRC risiko. Vores undersøgelse viste, at rs5753073, rs2839998, rs10376 og rs2074733 ikke giver til risikoen for CRC baseret på den aktuelle hospital-baseret undersøgelse. Bestemt, er der behov for større populationsbaserede studier med omfattende design for yderligere at præcisere den rolle, polymorfier af

SF3A1

i ætiologien af ​​CRC.

Tak

Vi er taknemmelige for alle patienter og raske frivillige til at acceptere at deltage i undersøgelsen, samt alle de mennesker, der hjalp os fuldføre forskning.