PLoS ONE: Kolorektal Cancer Linkage på Kromosomer 4q21, 8q13, 12q24, og 15q22

Abstrakt

En væsentlig del af familiær kolorektal cancer (CRC) er ikke en konsekvens af kendt modtagelighed loci, såsom mismatch reparation ( MMR) gener, støtte eksistensen af ​​yderligere loci. For at identificere hidtil ukendte CRC loci gennemførte vi et genom-dækkende binding scanning i 356 hvide familier uden tegn på defekt MMR (dvs. ingen tab af tumor ekspression af MMR-proteiner, ingen mikrosatellit instabilitet (MSI) -høje tumorer, eller ingen tegn på kobling til MMR-gener). Familier blev konstateret via Colon Cancer Family Registry multi-site NCI-støttede konsortium (Colon CFR), City of Hope Comprehensive Cancer Center, og Memorial University of Newfoundland. I alt 1.612 personer (i gennemsnit 5,0 per familien herunder 2,2 ramte) blev genotype hjælp genom-dækkende enkelt nukleotid polymorfi sammenkædning arrays; parametrisk og ikke-parametrisk koblingsanalyse brugte MERLIN i

a priori

-defined familiegrupper. Fem Lod scorer større end 3,0 blev observeret under antagelse heterogenitet. Den største var blandt familier med gennemsnitsalderen for diagnose mindre end 50 år på 4q21.1 (dominerende HLOD = 4.51, α = 0,84, 145.40 cM, rs10518142), og blandt alle familier på 12q24.32 (dominerende HLOD = 3,60, α = 0,48 , 285.15 cM, rs952093). Blandt familier med fire eller flere berørte enkeltpersoner og blandt klinik-baserede familier blev en fælles top observeret ved 15q22.31 (101,40 cM, rs1477798; dominerende HLOD = 3,07, a = 0,29; dominerende HLOD = 3,03, a = 0,32, henholdsvis) . Analyse af familier med kun to ramte personer gav en top ved 8q13.2 (recessiv HLOD = 3,02, α = 0,51, 132,52 cM, rs1319036). Disse tidligere urapporteret sammenkædning toppe demonstrerer den fortsatte nytte af familie-baserede data i komplekse træk og foreslå, at nye CRC risikofaktorer alleler mangler at blive belyst

Henvisning:. Cicek MS, Cunningham JM, Fridley BL, Serie DJ, Bamlet WR, Diergaarde B, et al. (2012) Kolorektal Cancer Linkage på Kromosomer 4q21, 8q13, 12q24, og 15q22. PLoS ONE 7 (5): e38175. doi: 10,1371 /journal.pone.0038175

Redaktør: Anthony W. I. Lo, Den kinesiske University of Hong Kong, Hongkong

Modtaget: 14. marts 2012; Accepteret: May 1, 2012; Udgivet: 31. maj 2012 |

Copyright: © 2012 Cicek 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

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af R01-CA104667 gennem samarbejdsaftaler med medlemmerne af Colon Cancer Family Registry og proteasehæmmere. Samarbejder centre omfatter den australske Colorectal Cancer Family Registry (UO1 CA097735), USC Familiær Colorectal neoplasi Collaborative Group (UO1 CA074799), Mayo Clinic Cooperative Family Registry for Colon Cancer Studies (UO1 CA074800), Ontario Registry for Studier af familiær Kolorektal Cancer (UO1 CA074783), Seattle Kolorektal Cancer Family Registry (UO1 CA074794), University of Hawaii Colorectal Cancer Family Registry (UO1 CA074806) og University of California Irvine Informatik center (UO1 CA078296). 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 den tredje mest almindelige cancer og den tredje hyppigste årsag til kræft dødsfald i USA. Ca. 141.210 nye tilfælde og 49,380 dødsfald fra CRC var forventet i USA i 2011 [1]. Slægtshistorie er en konsekvent risikofaktor [2]; uden CRC familiens historie, levetid risikoen for en individuel over en alder af 50 år er 5% til 6%, men dette kan være så højt som 20%, når der er første- eller anden grad slægtninge med CRC [3] – [ ,,,0],5], og når op på 80% til 100% i familiære syndromer [6]. Lynch-syndrom udgør op til 5% af CRC’er og resultater fra germlinie mutationer i en af ​​flere DNA mismatch reparation (MMR) gener (

MLH1

,

MSH2

,

MSH6

PMS2

[7]. MFR-mutationer resulterer i en defekt mismatch repair (dMMR) tumor fænotype manifesteret ved fravær af MMR protein udtryk [8], [9] og DNA mikrosatellit instabilitet (MSI-H). Segregation analyser eksklusive Lynch syndrom familier tyder på, at yderligere loci for CRC modtagelighed findes [5].

for at identificere nye loci, case-kontrol associationsstudier og familie-baserede kobling analyser tjener som komplementære tilgange. mindst femten, fælles lav- penetrans risiko alleler er dukket fra genom-dækkende forening undersøgelser (GWAS), herunder ved 1q41 (rs6691170,

DUSP10

) [10], 3q26.2 (rs10936599,

MYNN

) [10], 8q23.3 (rs16892766,

EIF3H

) [11], 8q24 (rs6983267) [12], [13], 9p24 (rs719725) [14], 10p14 (rs10795668) [11], 11q23 (rs3802842) [15], 12q13.13 (rs11169552) [10], 14q22.2 (rs4444235,

BMP4

) [16], 15q13 (rs4779584) [15], 16q22.1 (rs9929218,

CDH1

) [16], 18q21 (rs4939827,

SMAD7

) [17], 19q13.1 (rs10411210,

RHPN2

), 20p12.3 (rs961253) [16], og 20q13.33 (rs4925386,

LAMA5

) [10]. Undersøgelser af CRC kobling i multi-case familier eller påvirket søskende par har rapporteret beviser for sjældne, højrisiko-varianter i flere genetiske regioner, herunder 3q21-24, 7q31, 9q22-31, og 11q23 [18] – [26]. De fleste linkage undersøgelser til dato har udnyttet færre end 100 familier, og kun to undersøgelser udelukkede dMMR familier [18], [26].

Her beskriver vi en genom-dækkende kobling scanning af 356 hvide familier uden tegn på dMMR bruge familiegrupper defineret af alder ved diagnose, konstatering metode og antallet af berørte familiemedlemmer. Dette repræsenterer den største kobling undersøgelse af dygtige MMR (pMMR) CRC familier til dato og foreslår nye regioner med tegn på høj penetrans loci.

Materialer og metoder

Etik Statement

Alle deltagere gav skriftligt informeret samtykke. Ontario Cancer Research Ethics Board, University of Southern California Institutional Review Board, University of Melbourne Institutional Review Board, University of Hawaii Institutional Review Board, Mayo Clinic Institutional Review Board, Fred Hutchinson Cancer Research Center Institutional Review Board, Memorial University of Newfoundland Institutional Review Board og City of Hope Institutional Review Board godkendte protokoller.

Konstatering og Indsamling af familier

i alt 578 lift-informative familier blev identificeret som har mindst to berørte personer diagnosticeret med invasiv CRC i søskende, halvsøskendes, fætter, grand-parental eller avuncular par [27], fravær af sekvens-bekræftet Lynch syndrom og MYH-associeret polypose [28], og fravær af medicinsk-record-bekræftet familiær adenomatøs polypose.

de fleste familier (N = 480) var fra Colon Cancer Family Registry multi-site NCI-støttede konsortium (Colon CFR) konstateret mellem 1997 og 2007 af Cancer Care Ontario (Toronto, Canada), en University of Southern California Consortium ( Los Angeles, CA), en University of Melbourne Consortium (Victoria, Australien), University of Hawaii (Honolulu, HI), Mayo Clinic (Rochester, MN), og den Fred Hutchinson Cancer Research center (Seattle, WA) [28 ]. Alle undersøgelse sites konstateret populationsbaserede familier, selv om varierende Prøveudtagningsordningerne baseret på alder og /eller familie historie blev brugt. Klinik-baserede familier blev konstateret ved University of Melbourne Consortium (gennem familie kræft klinikker i Adelaide, Perth, Sydney, Brisbane og Melbourne, Australien og Auckland, New Zealand), University of Southern California Consortium (gennem Cleveland Clinic), og Mayo Clinic. Epidemiologiske data, blodprøver, tumorblokke og patologi rapporter blev indsamlet på alle deltagere med CRC på hvert sted, ved hjælp af standardiserede kerne protokoller.

Klinik-baserede familier fra en City of Hope konsortium (N = 59) var rekrutteret mellem 1998 og 2005 på City of Hope (Duarte, CA), Tufts University (Medford, MA), University of Pittsburgh (Pittsburgh, PA), Northwestern University (Chicago, IL), University of Wisconsin (Madison, WI ), Vanderbilt University (Nashville, TN), University of South Florida /Moffitt Cancer center (Tampa, FL), Maine Medical center (Portland, ME), og Rose Medical center (Denver, CO). Hvid CRC tilfælde ældre end 18 år, der havde mindst én levende søskende diagnosticeret med CRC, blev indrulleret. Blodprøver, patologi rapporter og et kort spørgeskema med fokus på etnicitet og familiens historie blev indsamlet på alle tilfælde.

Befolkning-baserede og klinik-baserede familier (N = 39) fra Newfoundland og Labrador, Canada blev opnået ved Memorial University of Newfoundland som tidligere beskrevet [29], [30]. Kort fortalt blev patologisk bekræftede tilfælde diagnosticeret under en alder af 75 år indskrevet via den provinsielle tumor registreringsdatabasen mellem 1997 og 2003. Epidemiologiske data, herunder slægtshistorie og risikofaktorer, blodprøver, tumorvæv og patologi rapporter blev indsamlet. Klinik-baserede familier blev kontaktet følgende henvisninger til kræft klinik for provinsens Medical Genetics Program høj risiko.

SNP Genotypning og kvalitetskontrol

Vi genotype alle tilgængelige berørte personer inden for hver familie, som samt centrale upåvirkede enkeltpersoner, herunder søskende, børn og ægtefæller til afdøde berørte personer; forældre til berørte søskende; bedsteforældre af berørte fætre; og andre individer er nyttige til vurdering af fase [31]. Enkelt-nukleotid polymorfisme (SNP) genotyping blev udført under anvendelse af Affymetrix 10K 2,0 array (Affymetrix, Santa Clara, CA) i 327 familier (1.753 individer) og Illumina Infinium Linkage 12 bead array (Illumina, San Diego, CA) i 251 familier ( 1.001 personer) efter fabrikanternes protokoller [32], [33]. En CEU trio (Coriell Institute for Medical Research, Camden, NJ, USA) blev inkluderet i hver 96-brønds plade.

Hardy-Weinberg ligevægt (HWE) afprøvning påberåbt middelværdi p-værdier fra nøjagtig test af 100 stikprøver af et individ pr stamtavle. SNPs blev udelukket med Ukendt genetisk position (n = 147) (bygge 36,3), kalder sats 95% (n = 1076), mindre allel frekvens (MAF) 1% (n = 377), HWE p-værdi 0.001 (n = 17), to eksemplarer konkordans 95% (n = 10), eller Mendelsk fejl i 2% af familier (n = 4). Vi udelukkede også SNPs at reducere LD (r

2 0,10) (n = 4.512) for at minimere falsk-positive linkage fund (tabel S1) [34]. For 10,091 unikke SNPs resterende kombineres på tværs arrays blev genetiske kort oprettet med Rutgers kobling-fysiske kort v.2 [35], og konverteret fra Kosambi til Haldane afstand.

Familie Undtagelser

Vi sigter at analysere hvide familier uden forholdet fejl og uden tegn på MMR-mangel. Selvrapporterede familiestrukturer blev bekræftet via evaluering af Mendelsk nedarvning hjælp PREST [36] og Pedcheck [37] baseret på SNP data. Hvor blev fundet sandsynlige prøve afbrydere eller ikke-paternities blev familiestrukturer ændret (ni slægtskabsforhold ændret til halve slægtskabsforhold) eller udelukket (34 familier undtaget). Vi brugte EIGENSTRAT [38] til at estimere etnicitet for personer med manglende selvrapporteret etnicitet, kontrollere etnisk lighed mellem beslægtede individer, og udelukke familier med enkeltpersoner klynger uden den store selvrapporteret hvid klynge (43 familier blev udelukket, figur S1).

MMR færdighed blev evalueret ved hjælp af MSI test, immunhistokemiske (IHC) analyse, og LOD score på kendte MMR loci. MSI test af Colon CFR og Newfoundland familier blev udført på flere familiemedlemmer ved hjælp parrede normale og tumor DNA isoleret fra formalin-fikseret, paraffin-indstøbt materiale (FFPE) [39]. Ti markører blev testet (mono-nukleotid markører BAT25, BAT26, BAT34C4 og BAT40; di-nukleotid markører ACTC, D5S346, D10S197, D17S250 og D18S55, og kompleks gentagelse MYCL), og fire entydige resultater var påkrævet. Firs-ni familier med mindst et MSI-H tumor blev udelukket. IHC-analyse af Colon CFR og Newfoundland familier til MLH1, MSH2, MSH6, og PMS2 udtryk blev udført på FFPE prøver, som tidligere beskrevet [39]. IHC farvning på tværs af alle steder blev udført på tre centre, og patolog fortolkning blev gennemført blinde for MSI-status. Fyrre-on familier, hvor mindst en tumor viste proteintab blev udelukket. Endelig har vi udelukket yderligere 15 familier med dominerende LOD score 0,4 inden 20 kb omkringliggende

MSH2

,

MLH1

,

MSH6

,

PMS2

,

PMS1-

,

MSH3-

, eller

MLH3

(sammenkædning metoder beskrevet nedenfor). Således blev 356 hvide familier med ingen tegn på MMR-mangel medtaget i analysen

Linkage Analysis

Multipoint parametrisk og ikke-parametrisk kobling analyser bruges MERLIN-version 1.1.2 [40].; dominerende og recessive modeller var baseret på en forudgående adskillelse analyse (Tabel S2) [5]. Parametrisk binding i nærvær af heterogenitet blev vurderet ved anvendelse heterogenitet LOD (HLOD) scorer, og andelen af ​​familier knyttet til hvert locus (α) blev estimeret ved anvendelse HOMOG [41]. Ikke-parametrisk Kong Cox LOD (NPL) scorer fra den lineære model blev beregnet sammen med S

alle statistikker [42], [43]. Som det har været nyttigt for andre kræftformer [44], [45], vi søgt at forbedre strømmen ved at øge genetisk homogenitet ved hjælp familie undergrupper defineret

a priori

baseret på formodede genetisk relevante egenskaber. Således blev familiegrupper baseret på gennemsnitlige alder ved diagnose ( 50 år, ≥ 50 år), konstatering ordning (befolkning-baseret, klinik-baseret, eller ukendt), og antallet af berørte personer (2, 3, 4 eller flere ). Sandsynlighed forholdet test evalueret heterogenitet kobling på tværs af de uafhængige delmængder af hver undergruppe faktor (dvs. alder ved diagnose, konstatering ordningen, og antallet af berørte personer).

Association Analyse

På centrale områder identificeret ved kobling analyse, vi udførte også association test blandt yderligere 1.136 sager (343 slægtshistorie positive og 793 familiehistorie negative sager med og uden en

st grads slægtning med CRC, henholdsvis) og 997 kontroller fra populationsbaserede samlinger af colon CFR der blev genotypebestemt ved anvendelse af Illumina 1M /1M Duo SNP-array, som tidligere [46] beskrevne. Logistisk regression estimeres sammenhæng mellem genotype og CRC risiko justeret for alder, køn, undersøgelse site, og fire hovedkomponenter, der repræsenterer herkomst [46]. En fraktil-fraktil (QQ) plot af genom-dækkende observeret versus forventede teststørrelser viste ingen tegn på inflation (λ = 0,938) [46].

Resultater

Denne samling af hvide CRC familier uden tegn på dMMR bestod af 277 familier fra Colon CFR, 48 familier fra byen Hope konsortium, og 31 familier fra Newfoundland. I alt 1.612 personer lykkedes genotype herunder i gennemsnit fem personer pr familie (range, 2-10, betyder 2,2 påvirket og 2,8 uberørte individer). Den gennemsnitlige alder ved diagnose var 59,7 år (interval, 36-79) og 56,2 år (range, 31-74) blandt befolkningsbaserede og klinik-baserede familier, hhv. De fleste familier havde to berørte medlemmer (56%) og en ældre ( 50 år) gennemsnitsalder ved diagnose (84%). MSI data var tilgængelige på 224 familier (209 MSS og 15 MSI-L), og IHC-data var tilgængelige på 255 familier og viste ingen tegn på MMR-mangel (tabel 1). Både MSI og IHC-data var tilgængelige på 190 familier. Sixty-syv familier blev ikke testet, men havde en LOD 0,04 inden 20 kb omkringliggende

MSH2

,

MLH1

,

MSH6

,

PMS2

,

PMS1-

,

MSH3-

, eller

MLH3

.

genom-dækkende sammenkædning scanninger af ni familie grupper blev gennemført, herunder en analyse af alle familier og af delmængder af familier, der er defineret ved alder, konstatering ordningen, og antallet af berørte personer. Fire regioner i fem familie grupper blev observeret med HLOD scorer større end 3,0 (figur 1). Den stærkeste resultat var baseret på en analyse af 58 familier med en gennemsnitsalder på diagnose 50 år. I denne gruppe, observerede vi en dominerende HLOD af 4.51 på kromosom 4q21.1 (145.40 cM, NPL = 2,52) med en anslået 84% af familier forbundet (tabel 2). Toppen forekom ved rs10518142 som er i intron 5 i

NAAA

koder N-acylethanolamine syre amidase. Koblingen region, defineret som en 1-HLOD support interval, strakte 16,0 cm (8,7 Mb). Denne top blev ikke set i ældre gennemsnitsalder på diagnose familier (Figur S2), selv om en betydelig heterogenitet ved gennemsnitlig alder ved diagnose ikke blev observeret (LRT p = 0,35). Andre områder af interesse i familier defineret af alder ved diagnose (HLOD 2,0) er angivet i tabel 3.

HLOD scoringer fra genom-dækkende kobling scanning af fem hvide pMMR familie undergrupper. Den blå linje repræsenterer HLODs under den dominerende model og den røde linje repræsenterer HLODs under recessive model. Maksimal HLODs 3,0 (i parentes) er mærket med den nærmeste SNP i fire regioner. (A) Familie gennemsnitsalder på diagnosetidspunktet 50 år (N = 58). (B) Alle familier (N = 356). (C) Familier med fire eller flere berørte medlemmer (N = 67). (D) Clinic-baserede familier (N = 88). (E) Familier med to berørte medlemmer (N = 200). Vejviser

Den anden stærkeste kobling peak forekom i analyse af alle familier (N = 356) ved 12q24.32 med en maksimal dominerende HLOD af 3,60 (285,15 cM, NPL = 2,88) og en anslået 48% af familier forbundet (tabel 2). Toppen SNP, rs952093, bosat i intron 1 af

TMEM132C

kodning transmembrane protein 132 ° C; hvad der svarer til en 1-HLOD intervallet defineret en 14 cm (1,3 Mb) region. Tre suggestive regioner i analyse af alle familier (HLOD 2,0) blev set på kromosomerne 4, 15, og 17 (figur 1; tabel 3), herunder en region nær til 4q21.1 top set i yngre alder ved diagnose familier

Ekstra lift toppe med HLODs lidt over 3,0 blev observeret på kromosom 15q22.31 (101.40 cm, rs1477798) blandt 67 familier med fire eller flere berørte enkeltpersoner og blandt 88 klinik-baserede familier (figur 1). Blandt familier med mindst fire berørte medlemmer, blev en dominerende HLOD af 3,07 observeret (α = 0,29, NPL = 1,03), og blandt klinik-baserede familier en dominerende HLOD 3,03 blev set (α = 0,32, NPL = 1,03). Tredive-fem familier har bidraget til begge analyser (dvs., klinik-baserede familier med fire eller flere berørte personer) (tabel 4); analyse af disse afslørede en dominerende HLOD 3,15 (α = 0,35, NPL = 1,88). Notatet blev denne region også foreslået af analyse af alle familier (HLOD = 2,51, α = 0,20, tabel 3). Denne top blev ikke set i analysen af ​​mindre familier, populationsbaserede familier eller familier med ukendt konstatering, selv om en betydelig heterogenitet af familiens størrelse eller konstatering ordning ikke blev observeret (alle LRT p s 0,10). rs1477798 er i intron af

MEGF11

som koder flere EGF-lignende-domæner 11.

En ekstra HLOD løbet 3,0 blev observeret i recessiv analyse af 200 familier med kun to berørte familiemedlemmer (figur 1, tabel 2). Den 8q13.2 blev en recessiv HLOD af 3,02 ses på rs1319036 (intron i pseudo-gen

LOC100129096

, α = 0,51, NPL = 0,08). Linkage under forudsætning af en recessiv arvegang er i overensstemmelse med en berørt søskende par familiestruktur. Denne region blev ikke fremhævet i analysen af ​​større familier (tabel 3), selv om en betydelig heterogenitet af familiens størrelse ikke blev observeret (LRT p = 0,94). En anden region note er 17q23.2 som afslørede en dominerende HLOD på 2,91 blandt alle familier (143.49 cM, α = 0,37) og dominerende HLOD af 2,87 (143,50 cM, α = 0,42) blandt 298 familier med gennemsnitsalder på diagnose ≥50 år (tabel 3); peak SNP rs888115 er i intron 4 af

MSI2

som koder Musashi homolog 2 (Drosophila). Yderligere linkage Resultaterne er tilvejebragt i figur S2. En anden recessiv model binding peak nedstrøms for 8q13.2 blev observeret i de samme familier med to berørte medlemmer (HLOD = 2.0, a = 0,51) på 8q12.2. Disse to nærliggende toppe var 11,2 cm (8,1 Mb) fra hinanden

Endelig har vi analyseret forening inden for en-HLOD-support intervaller omgiver hver sammenkædning højdepunkt med HLOD . 3.0 ved hjælp af yderligere Colon CFR sager (N = 1176) og kontroller (N = 997). I 4q21.21, som viste tegn på forbindelse i yngre alder ved diagnose familier, viste forbindelsen SNP rs10518142 ingen beviser foreningsfrihed; dog rs12643573, hvilket er 2 cm nedstrøms, viste nogle tegn på association (OR 1,64, p = 5,4 × 10

-5; familiens historie positive OR 1,82, p = 1,0 × 10

-4) (Figur S3 ). Ved rs1477798 i 15q22.31 som viste tegn på kobling i klinik-baserede, større familier, blev en nominelt signifikant sammenhæng case-kontrol observeret (OR 1,16, p = 0,04), som beskedent blev styrket for sager med CRC familie historie (OR 1,24, p = 0,03); blev dog ikke observeret nogen signifikant forskel i risiko ved familiens historie og foreninger var langt fra genom-dækkende signifikant. Ingen andre sammenslutninger af note blev observeret.

Diskussion

Resultaterne af denne genom-dækkende kobling scanning giver stærke beviser for fire previously- urapporteret CRC modtagelighed loci. Især vi identificeret et område ved 4q21.1 blandt familier med yngre gennemsnitsalder på diagnose (dominerende HLOD = 4.51), og anslået, at 84% af disse familier var forbundet. Den 1-HLOD-support interval på dette område, 16 cm (139 cm-155 cm) spænder 8,7 Mb, indeholder flere kendte gener, herunder

NAAA

.

NAAA

koder en N-acylethanolamine-hydrolyserende enzym og er vist at blive udtrykt i forskellige humane væv, herunder kolon [47]. Mange af de gener opstrøms og nedstrøms for

NAAA

er medlemmer af kemokin familie, der er grupperet i 4q12-21 region. CXC chemokiner modulere tumor adfærd ved regulering af angiogenese, aktivering af et tumor-specifikt immunrespons, og direkte stimulering af tumorproliferation på en autokrin eller parakrin måde [48].

Blandt alle familier, evidens for binding var set på 12q24.32 (HLOD = 3,60) med en anslået 48% af familier knyttet til dette locus (1-HLOD-support interval på 14 cm [276 cM-290 cm] spænder 1,3 Mb). Denne region indeholder fire kendte gener (

TMEM132C

,

SLC15A4

,

GLT1D1

, og

TMEM132D

), fire hypotetiske gener (

LOC100128554

,

LOC387895

,

LOC440117

, og

FLJ37505

), og én microRNA (

MIR3612

). De fire kendte gener i denne region er konserveret i hund, mus og kylling og, i nogle tilfælde, zebrafisk og Arabidopsis. En af disse transmembrane proteiner (TMEM132D) er kendt for at blive udtrykt i modne oligodendrocytter [49], men lidt andet er kendt om enten funktion eller patologi, som gælder også for

GLT1D1

(glycosyltransferase en domæne, der indeholder en) hos mennesker. Medlemmer af SLC15 (opløst stof carrier familie 15) familie er elektrogenisk transportører af kortkædede peptider i en række celler [50]. Beviser for kobling ved 15q22.31, med en 1-HLOD-support interval på 38 cm (78 cm-116 cm) spænder 12,9 Mb, var særlig tydelig blandt familier indskrevet på højrisiko-klinikker eller med fire eller flere ramte personer (dominerende HLOD = 3.15). Dette er en stor gen-rige region og indeholder mange kendte gener, herunder

MEGF11

RAB11A

. Meget lidt er kendt om

MEGF11

[51].

RAB11A

er en RAS onkogen familiemedlem udtrykt i tumorcellelinier og foreslog at være involveret i membran handel [52]. Endelig blandt familier med kun to ramte personer, 1-HLOD-support interval på 12 cm (126 cm-138 cm) spænder 5 Mb (8q13.2, recessive HLOD = 3.02) og indeholder det meste pseudogener. Især

SULF1

i denne region er blevet foreslået at modulere signalering af heparinbindende vækstfaktorer, og nedregulering repræsenterer en ny mekanisme, ved hvilken cancerceller kan forbedre vækstfaktor signalering [53].

som alle komplekse sygdomme, CRC er heterogen og sandsynligvis på grund af flere delvist penetrerende modtagelighed alleler samt ikke-genetiske faktorer. For at maksimere magt til at opdage kobling, vi søgt at øge genetisk homogenitet ved at gruppere familier med lignende, potentielt genetisk drevne funktioner, såsom alder ved diagnose, klinik-baserede konstatering, og antallet af berørte familiemedlemmer [5]. En række andre grupper har taget en lignende foruddefineret delmængde tilgang, indberette beviser for CRC kobling i specifikke regioner blandt familie delmængder [54]. Her forbundet regioner på 4q21.1 og 8q13.2 blive synlige kun i familier med yngre gennemsnitsalder på diagnose og kun to berørte medlemmer, henholdsvis og 15q22.31 peak foreslået af analyse af alle familier styrket overvejer klinik-baserede eller kun store familier. To observationer yde særlig tryghed i brugen af ​​denne delmængde tilgang: første, de delmængder forudsagt af segregation analyse være mere tilbøjelige til at være genetisk (yngre alder ved diagnose, klinik-baserede) viste større evidens for sammenkædning; og for det andet højdepunkt blandt mindre familier (søskende par) blev identificeret ved hjælp af en recessiv model.

Andre CRC sammenkædning scanninger har rapporteret beviser for kobling på 3q21-24 og 9q22.2-31.2 i mere end én undersøgelse ( tabel S3) [18] – [20], [22] – [26], [54]. Bevis for kobling på 3. kvartal blev først rapporteret i 12 store familier med en HLOD score på 3,10 (NPL = 3.40) [20], efterfulgt af en uafhængig undersøgelse af 30 svenske familier på en 65 cm region flankeret af markører D3S1558 og D3S3592 på kromosom 3q13 ,31-27,1 overlapper med den tidligere rapport [24]. En anden undersøgelse, der fokuserede på MSS familier viste specifikt tegn på kobling på dette 3q region med en HLOD på 1,49 [26]. Wiesner

et al

[18] identificerede en sammenkædning højdepunkt på kromosom 9q22.2-31.2 region (p = 0,00045) i 53 MSS Slægter, hvor mindst to søskende blev diagnosticeret med tyktarmskræft efter alder 64 eller yngre. Efterfølgende forbindelsen peak, flankeret af markører D9S283 (80 cm) og D9S938 (104 cm), blev indsnævret til 7,7 cM af tre andre undersøgelser [21], [22], [25]. I den aktuelle undersøgelse, vi har registreret nogen kobling i denne 9q22 region under enten dominante eller recessive modeller. Ingen af ​​de andre tidligere offentliggjorte sammenkædning regioner (1p31.1, 4q31.3, 7q31.1, 15q14-22 og 17p13.3 [23], [54]) viste tegn på sammenkædning med HLOD på 2,0 eller højere i vores undersøgelse, selv om nogle regioner nærede HLODs tæt på 1,0 (tabel S3).

En række faktorer om denne undersøgelse er unik blandt CRC genom-dækkende lift-scanninger. Først, vores er den største undersøgelse, havde således højere magt til detektering. For det andet, vores befolkning inkluderet kun familier med ingen tegn på MMR-mangel. Kun to mindre undersøgelser fokuserede på pMMR familier [18], [26]. I denne henseende, vores tilgang til at studere et stort antal pMMR familier tilladt os at identificere specifikke forbindelsesled regioner for denne undergruppe af familier, der er kendt for at afvige klinisk fra dMMR familier og ikke hidrører fra MMR mutationer [55] – [57]. I modsætning til nogle tidligere undersøgelser, vi medtaget MSI-L familier (N = 15) i vores analyse, fordi slægtskab for denne fænotype til dMMR sygdom er ukendt; i alle regioner, har resultaterne ikke afvige når analyserne blev gentaget udelukkelse af disse familier. Endelig er de to væsentligste områder rapporteret her viste lignende NPL scores i disse regioner

Flere GWAS har rapporteret meget kopieres lav penetrans loci [10] -. [17], herunder en meta-analyse af ti uafhængige undersøgelser (11,067 tilfælde og 12,517 kontroller), som replikerede otte tidligere rapporteret foreninger [46]. I forhold til de fire forbindelsesled regioner rapporteret her, det tætteste rapporterede GWAS forening er på kromosom 12q24 (rs7315438) [46] 3 Mb væk for vores peak HLOD. Det er ikke overraskende, at GWAS og kobling analyser kan identificere forskellige loci på grund af de komplementære styrker hver tilgang og beviserne, for mange kræftformer, at de familiemæssige og ikke-familiære former af sygdommen ikke ofte vise berørte veje til fælles. Dette er i høj grad understøttes af vores analyse af organisationer inden for sammenkædning regioner rapporteret her. Trods tiltrækningskraft to-hit hypotese, kolorektal cancer er en vigtig undtagelse til mønsteret blandt voksne kræftformer, snarere end reglen:

APC

er centralt for en dominerende familiær syndrom og ofte muteret somatisk i den ikke-familiær sygdom [58]. Der er et lignende mønster involverer de MMR-gener: de er muteret i kimcellelinje blandt dem med Lynch syndrom og

MLH1

mindste er ofte hyper-methyleret i den ikke-familiær cancer

Som konklusion disse resultater tyder roman CRC modtagelighed loci på kromosomerne 4q21, 8q13, 12q24 og 15q22. er behov for yderligere bekræftende undersøgelser, herunder målrettet sekventering og tætte kortlægning af de identificerede sammenkædning regioner. Målrettet sekventering af disse regioner vil lette identifikationen af ​​nye varianter, der kan blive savnet med koblingsanalyse, mens fine-kortlægningsundersøgelser vil indsnævre området af interesse, der skal undersøges. Desuden bør sammenlægning af sammenkædning af data på tværs af flere genom-dækkende scanninger tillader fin-niveau analyse af afvigende resultater på tværs af familiens samlinger. Det fremgår af dette arbejde og andres arbejde, som flere loci er involveret i at øge modtageligheden for CRC i familier, og at familie-baserede undersøgelser er fortsat afgørende for identifikation og karakterisering af disse loci.

Støtte Information

Figur S1.

Etnicitet Estimation hjælp Eigen Analysis. EIGENSTRAT blev brugt til at verificere etnisk lighed mellem beslægtede individer fra 544 familier baseret på selvrapportering og at estimere etnicitet for personer med manglende etnicitet. De første to hovedkomponenter plottes ved (A) Self-rapporterede etnicitet og (B) Genetisk udledes etnicitet, som viser en cirkel, der omgiver prøverne analyseret for kobling

doi:. 10,1371 /journal.pone.0038175.s001

(DOCX)

Figur S2.

Genome-dækkende Linkage scanninger af White pMMR Familie Grupper med HLOD 3,0. Genom-dækkende sammenkædning scanninger af tre hvide pMMR familiegrupper med HLODS 3,0. Den blå linje repræsenterer HLODs under den dominerende model og den røde linje repræsenterer HLODs under recessive model. (A) Familie gennemsnitsalder på diagnose ≥50 år (N = 298). (B) Familier med 3 berørte medlemmer (N = 89). (C) Population-baserede familier (N = 189). (D) Familier med ukendt konstatering (N = 79)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0038175.s002

(DOCX)

Figur S3.

Regional Association Plot fra Population-baserede Kolorektal Cancer Case Kontrol Analyse i 4q21.1.