PLoS ONE: Tidlig Life Udsættelse for hungersnød og Kolorektal Cancer Risk: en rolle for Epigenetisk Mechanisms

Abstrakt

Baggrund

Udsættelse for energi begrænsning i barndommen og ungdommen er forbundet med en lavere risiko for udvikle kolorektal cancer (CRC). Epigenetisk dysregulering i denne kritiske periode med vækst og udvikling kan være en mekanisme til at forklare sådanne bemærkninger. Inden for Holland Kohorte om kost og kræft, undersøgte vi sammenhængen mellem tidlig livsenergi begrænsning og risiko for efterfølgende CRC karakteriseret ved (promotor) CpG ø methylering fænotype (CIMP).

Metode /vigtigste resultater

oplysninger om kost og risikofaktorer blev indsamlet ved baseline spørgeskema (n = 120.856). Tre indikatorer for eksponering blev vurderet: bopæl under Sult Winter (1944-1945) og Anden Verdenskrig år (1940-44), og far status ansættelse under den økonomiske depression (1932-1940). Methylering specifikke PCR (MSP) på DNA fra paraffinindlejret tumorvæv blev udført for at bestemme CIMP stilling ifølge de Weisenberger markører. Efter 7,3 års opfølgning, 603 tilfælde og 4631 sub-kohorte medlemmer var til rådighed til analyse. Cox regression blev anvendt til beregning hazard ratio (HR) og 95% konfidensintervaller for CIMP + (27,7%) og CIMP- (72,3%) tumorer i henhold til de tre perioder for energi begrænsning, korrigeret for alder og køn. Personer, der udsættes for alvorlig hungersnød under Sult Winter havde en nedsat risiko for at udvikle en tumor karakteriseret ved CIMP forhold til dem, der ikke er udsat (HR 0,65, 95% CI: 0,45-0,92). Yderligere kategorisere individer ved et indeks af ‘0-1’ ‘2-3’ eller ‘4-7’ gener methylerede i promotor-regionen foreslog, at eksponering for Hunger Winter var forbundet med graden af ​​promotor hypermethylering ( ‘0-1 gener methylerede ‘HR = 1,01, 95% CI: 0,74-1,37; “2-3 gener methylerede’ HR = 0,83, 95% CI: 0,61-1,15;” 4-7 gener methylerede ‘HR = 0,72, 95% CI: 0.49- 1,04). Ingen foreninger blev observeret med hensyn til den økonomiske depression og WWII år.

Konklusioner

Dette er den første undersøgelse indikerer, at eksponering for en alvorlig, forbigående miljømæssig stand i ungdomsårene og unge voksenliv kan resultere i vedvarende epigenetiske ændringer, der senere påvirker CRC udvikling

Henvisning:. Hughes LAE, van den Brandt PA, de Bruine AP, Wouters KAD, Hulsmans S, Spiertz A, et al. (2009) Tidlig Life Udsættelse for hungersnød og Kolorektal Cancer Risk: en rolle for Epigenetisk mekanismer. PLoS ONE 4 (11): e7951. doi: 10,1371 /journal.pone.0007951

Redaktør: Adrian V. Hernandez, Lerner Research Institute, Cleveland Clinic, USA

Modtaget: September 17, 2009; Accepteret: 29 oktober 2009; Udgivet: 23 November, 2009

Copyright: © 2009 Hughes 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 Research Fund verden Cancer [2007/54 til MPW] (https://www.wcrf.org/). 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

det har længe været antaget, at risikoen for voksne sygdom er forbundet med kostvaner oplevet tidligt i udvikling [1] – [5]. Stigende beviser understøtter en rolle for epigenetiske mekanismer i at forklare, hvordan sådanne tidlige liv engagementer risiko indflydelse sygdom [6] – [10]

Der er tegn på, at alvorlige, kortvarig energi begrænsning kan fremkalde vedvarende ændringer i epigenetisk information. . Det blev for nylig rapporteret, at personer, der var prænatalt udsat for hungersnød under ‘hollandske Sult Winter “af 1944-1945, havde mindre DNA methylering af præget IGF-2-genet 60 år senere i forhold til deres ikke eksponerede, af samme køn søskende [6] . Mens denne undersøgelse ikke se på specifikke voksen sygdom som et slutpunkt, det viste for første gang, at forbigående kostvaner tidligt i menneskets drægtighed kan fremkalde permanente epigenetiske ændringer. Det styrkede også hypotesen om, at sandsynlige, er der perioder med tidsmæssig modtagelighed for epigenetiske modulationer. Meget tyder på, at vinduer i modtagelighed findes også senere i udvikling [11] – [13]., Men det er aldrig blevet undersøgt med hensyn til energi begrænsning

I en stor hollandske befolkning, vi har observeret, at personer, der oplevede svær kaloriefattige begrænsning som unge gennem eksponering til sult Winter har en lavere risiko for at udvikle kolorektal cancer (CRC) senere i livet [14], [15]. CRC er en af ​​de bedst beskrevne cancere med hensyn til genetiske og epigenetiske begivenheder involveret [16] – [19]. En distinkt egenskab ved epigenetisk ustabilitet i CRC er CpG ø methylator fænotype (CIMP), kendetegnet ved talrige promotor CpG island hypermethylerede tumor suppressor- og DNA-reparation gener [20] – [24]. Dette på sin side er forbundet med transkriptionel inaktivering af genekspression [25]. Desuden har mange CIMP tumorer også udviser mikrosatellit instabilitet (MSI) [26], en form for genetisk ustabilitet associeret med defekt fejlparringsreparation, der opnås almindeligvis ved promotor-methylering af fejlparringsreparationsgenet

hMLH1

[16].

Holland Kohorte om kost og kræft (NLCS) tilbyder en sjælden mulighed for at studere sammenhængen mellem energi begrænsning i barndommen og ungdommen og epigenetiske ændringer i forbindelse med CRC. Dette store og veldefinerede kohorte består af personer, der voksede op i løbet af Sult Winter, samt to foregående perioder mere moderat energi begrænsning: World War II (1940-1944), og den økonomiske depression (1932-1940). Selvom enkelte mad indtag er ikke tilgængelige for disse tre perioder, har en række proxy foranstaltninger blevet indsamlet fra kohorte medlemmer, der afspejler deres eksponering for energi begrænsning. Yderligere er kolorektale tumor vævsprøver blevet indsamlet fra tilfælde og efterfølgende analyseret for en bred vifte af molekylære karakteristika. Under anvendelse af denne population, den foreliggende undersøgelse undersøgte sammenhængen mellem energi begrænsning i barndommen og ungdommen og risikoen for at få en CIMP tumor senere i livet. Fordi CIMP tumorer er forbundet med MSI, forholdet mellem energi begrænsning i barndommen og ungdommen, og som har en tumor karakteriseret af MSI blev også undersøgt.

Metoder

Etik Statement

forsøgsprotokollen af ​​NLCS blev godkendt af de medicinske etiske komitéer på University Hospital Maastricht og TNO Nutrition i februar 1985 og juli 1986 henholdsvis. Ved starten af ​​undersøgelsen i 1986, blev deltagerne informeret skriftligt om detaljerne i undersøgelsen og dens mål. I overensstemmelse med reglerne i den tid, blev skriftligt informeret samtykke forudsættes når deltagerne returnerede udfyldt baseline spørgeskema. Paraffin indlejret tumor materiale CRC patienterne blev opsamlet efter godkendelse fra de etiske anmeldelse bestyrelser Maastricht University, NCR (nationale cancer register), og en national patologi database (PALGA) i 1997.

Undersøgelse Befolkning og Design

NLCS er et prospektivt kohorte undersøgelse, der blev indledt i 1986 med det formål at undersøge sammenhængen mellem kost og udvikling af kræft. Den kohorte omfattede 58,279 mænd og 62,573 kvinder i alderen 55-69 år ved baseline, der fuldførte en selvadministreret spørgeskema om kostvaner og livsstil, sundhed og demografiske oplysninger. Kommunale registre fra hele Holland blev brugt til at udgøre en effektiv ramme sampling [27] – [29]. Den NLCS bruger sag kohorte tilgang til behandling og analyse af data; en subcohort på 5000 personer blev tilfældigt udvalgt fra den større gruppe ved ansættelsen i undersøgelsen. Disse personer er blevet fulgt op hvert andet år fra baseline i 1986 for migration og vital status at estimere personen tid med risiko for hele kohorten. Alle subcohort medlemmer, der rapporterede fremherskende kræft (ekskl hudkræft) ved baseline blev udelukket fra analyserne (forlader n = 4650). Yderligere oplysninger om udformningen af ​​NLCS er blevet beskrevet i tidligere publikationer [27] – [29]

Incident CRC sager blev identificeret ved den årlige rekord kobling til ni regionale kræftregistre og PALGA.. Denne metode til record binding er blevet beskrevet andetsteds [30]. Fuldstændigheden af ​​cancer opfølgning er blevet anslået til at være næsten 100% [31]. CRC’er blev klassificeret som proksimal tyktarmskræft (International Classification of Diseases for Oncology, første udgave kode 153,0, 153,1, 153,4, 153,5 og 153,6), distal tyktarmskræft (koder 153,2, 153,3 og 153,7), rectosigmoid (kode 154,0) og endetarmskræft ( kode 154,1). Alle gængse kræfttilfælde ved baseline andre end ikke-melanom hudkræft og individer med ufuldstændige eller inkonsekvente spørgeskemaer blev udelukket.

tyktarms tumor prøver blev hentet fra august 1999 til december 2001 som tidligere beskrevet [32]. I alt blev 734 hændelse CRC patienter identificeret fra en opfølgningsperiode på 7,3 år efter baseline, hvoraf en PALGA rapport af læsionen samt tilstrækkelig DNA var tilgængelig [32].

Vurdering af Energy Restriction

Individuelle kostdata i den kohorte medlemmer ikke var tilgængelig for de tre perioder af energi begrænsning. Derfor blev proxy variabler bruges til at beskrive eksponeringen for energi begrænsning.

Med hensyn til den økonomiske depression år, den bedste proxy tilgængelige var status ansættelse af kohorten medlem far i løbet af denne tidsramme. Det blev dokumenteret, at familier med en arbejdsløs far forbruges færre kalorier og havde mindre variation i deres mad mønstre end familier med en ansat far [14], [33]. På baseline spørgeskema blev enkeltpersoner spurgt “var din far ansat under krisen i 1932-1940?” Kohorte medlemmer kan enten svare ja, sammen med de år, han var ansat, eller ingen. For analyser formål blev svar kategoriseret i ‘far blev ansat under den økonomiske depression “eller” far blev ikke ansat under den økonomiske depression «.

For årene spænder både WWII og Sult Winter, bopæl var anvendes til at tilnærme eksponeringen for energi begrænsning. Under Anden Verdenskrig blev mad rationering indført, og på grund af dårlig mad tilgængelighed i de store byer, opstået ernæringsmæssige forskelle mellem mennesker, der bor i byerne kontra landområder. Det blev dokumenteret, at personer, som lever i en by med mere end 40.000 indbyggere forbrugte færre kalorier dagligt, og spiste kost bestående af en højere procentdel af kulhydrater (70% vs. 65%) og en lavere procentdel af fedt (10% vs. 15%) [ ,,,0],14], [34]. Derfor bopæl i 1942 (midtpunktet af krigsårene) blev anvendt som proxy for energi begrænsning under Anden Verdenskrig. På den baseline spørgeskema, blev kohorte medlemmer bedt om at liste de sidste fire boliger, de levede i, provinsen, hvor disse boliger var placeret, og de år, de boede i disse steder. Placeringen af ​​bopæl under midtpunktet af Anden Verdenskrig blev dikotomiseret til ‘boede i en by i 1942’ eller ‘boede i et landområde i 1942 «.

Derudover kohorte medlemmer blev specifikt spurgt hvor de boede i vinteren 1944-1945. Bosat i en vestlig byen under Hunger Winter blev betragtet som en indikator for alvorlig energi begrænsning. Mens kosten forblev ernæringsmæssigt afbalanceret, personer, der bor i de vestlige byområder oplevede rationering på mindre end 700 kcal pr dag [35], [36]. Elleve vestlige byer blev anset hungersnød byer baseret på definitionen af ​​Stein et al [37]: Amsterdam, Rotterdam, Haag, Utrecht, Zaandam, Hilversum, Amersfoort, Dordrecht, Vlaardingen /Schiedam, Delft, og Leiden. Svar på dette spørgsmål blev klassificeret i tre kategorier: boede i en vestlig by, boede i en vestlig landområde, og boede i en ikke-vestlig område Nederlandene i vinteren 1944-1945

Promotor Methylering. Analyser

CIMP i tumorvæv af CRC tilfælde blev defineret ved CpG ø promotor hypermethylering på mindst 3 ud af 5 methylering markører (

CACNA1G, IGF2, NEUROG1, RUNX3

og

SOCS1

), som foreslået af Weisenberger et al [23]. Methylering status for disse markører, samt den for

MLH1

APC

gen; bruges til at skabe en methylering indeks med CIMP markører, blev bestemt ved bisulfit modifikation af 500 ng genomisk DNA ved hjælp af et kommercielt tilgængeligt kit (Zymo Research), og efterfølgende methylering specifik PCR (MSP) [38], [39]. Vi valgte at anvende MFP som en metode, fordi det er effektivt, specifik og kræver ikke specifikt udstyr. Det har vist sig, at resultaterne fra MSP er i overensstemmelse med andre teknologier, såsom MethyLight [24]. For at lette MSP-analyse på DNA hentet fra formalin-fikseret, paraffin-indstøbt væv blev DNA først forstærket med flankerende PCR primere, der forstærker bisulfit-modificeret DNA, men ikke fortrinsvis forstærke methyleret eller umethyleret DNA. Det resulterende fragment blev anvendt som en template til MSP reaktionen. Alle PCR’er blev udført med kontroller for umethylerede alleler (DNA fra normale lymfocytter), denatureret alleler [normal lymfocyt DNA behandlet

in vitro

med

Sss

jeg methyltransferase (New England Biolabs, lpswich, MA )], og en kontrol uden DNA. Ti mikroliter af hver MSP reaktionen direkte lastet på ikke-denaturerende 6% polyacrylamidgeler, farvet med ethidiumbromid og visualiseret under UV-belysning. De MSP analyser var en succes for 81%, 79%, 79%, 90%, 83%, 93%, og 93% ud af de 734 sager for

CACNA1G, IGF2, NEUROG1, RUNX3, SOCS1

,

MLH1

, og

APC

hhv.

mikrosatelitter ustabilitet Analyser

MSI blev bestemt ved en pentaplex PCR ved hjælp af MSI markører BAT-26, BAT-25 , NR-21, NR-22 og NR-24, som beskrevet detaljeret af Suraweera et al [40]. MSI analyser var en succes på 662 (90%) af de 734 tilgængelige DNA-prøver.

Data Analyser

Data blev analyseret med Stata (version 9.2, Statacorp, College Station, TX, USA). Cox proportionel risiko analyse ved hjælp af case-kohorte fremgangsmåde blev anvendt til at opnå hazard ratio (HR) og intervaller 95% sikkerhedsgrænser (CI) for sammenhængen mellem de tre proxy foranstaltninger energi begrænsning og CRC karakteriseret ved CIMP og MSI-status. Den proportionale farer antagelse blev testet ved hjælp af de skalerede Schoenfeld residualer og visuel inspektion af de farlige kurver. For at tage højde for den ekstra varians indført ved prøveudtagning subcohort fra hele kohorten blev standardfejl estimeres ved anvendelse af robust løsning.

Potentielle forstyrrende variabler anses for multivariat analyse var alder, køn, BMI (kg /m

2), højde (cm), familie historie CRC (ja /nej), rygning status (aldrig ryger, ex-ryger, nuværende ryger), uddannelsesniveau (folkeskole, junior high school, senior high school, højere erhvervsuddannelse skole, eller universitet), samlede energiindtag (kcal /dag), alkohol indtag (g /dag), rekreativ fysisk aktivitet ( 30 minutter /dag, 30-60 minutter /dag, 61-90 minutter /dag, 90 minutter /dag) og forbrug af rødt kød, frugt, grøntsager og korn (g /dag). For kvinder, hormonelle faktorer som prævention (ja /nej), alder ved menarche, alder ved overgangsalderen, og antallet af børn blev også overvejet. Disse variabler, der ændrede de risikoestimater for foreningen af ​​energi begrænsning og CRC med mere end 10% blev til sidst medtaget som konfoundere. Efter justering for alder og køn, effekt skøn forblev yderst stabil. HRs blev derfor estimeret ved hjælp af en model, der kun omfattede alder og køn, og udtrykkes ved anvendelse af ‘far blev ansat under den økonomiske depression’, ‘boede i et landdistrikt i 1942’, og ‘levede i et ikke-vestlige område af Nederlandene i den sult Winter “som reference- kategorier for de forskellige fuldmagter energi begrænsning.

for at vurdere, hvordan udsættelse for energi begrænsning var forbundet med omfanget af promotor methylering i CRC tumorer blev en methylering indeks skabt, der bestod af de fem CIMP markører (

CACNA1G, IGF2, NEUROG1, RUNX3, og SOCS1)

, og

MLH1

og

APC

gener. Sager blev kategoriseret i tre grupper: “0-1 gener methylerede ‘,’ 2-3 gener methylerede« eller »4-7 gener denatureret«. Af de 734 sager, 556 havde tilstrækkelige oplysninger, der skal klassificeres i en af ​​de tre kategorier.

Tests for heterogenitet blev udført for at evaluere forskelle mellem undertyper af tumorer (f.eks

CIMP vs. ikke-CIMP

) ved hjælp af konkurrerende risici proceduren i STATA. Men SE for forskellen mellem de log-hazard ratio fra denne fremgangsmåde forudsætter, uafhængighed af både estimerede hazard ratio, hvilket ville overvurdere, at SE og dermed overvurdere de

P

værdier for deres forskel. Derfor disse

P

værdier og de tilhørende konfidensintervaller blev estimeret ud fra en bootstrapping metode, der blev udviklet til den retspraksis kohorte design [41]. For hver bootstrap prøve,

X

subcohort medlemmer blev tilfældigt trukket fra subcohort af

X

fag og

Y

sager fra alt

Y

sager uden for subcohort, begge med udskiftning, ud af datasættet af

X

+

Y

observationer. De log-hazard ratio blev opnået fra denne prøve ved hjælp af STATA konkurrerende risici procedure og genberegnes for hver bootstrap replikation. Konfidensintervallet og

P Drømmeholdet værdi af forskellene i hazard ratio af undertyper blev derefter beregnet ud fra de replikerede statistik ved hjælp af den accelererede skævhed korrigeret metode i STATA. Hver bootstrap analyse var baseret på 1.000 replikationer [42].

Resultater

Fordelingen af ​​variabler eksponering for undersøgelsespopulationen er præsenteret i tabel 1.

For alle de case grupper, der var forholdsmæssigt flere personer med bopæl i en ikke-vestlige område under sult Winter forhold til subcohort medlemmer. Forholdsvis, der var færre ikke-CIMP og ikke-MSI sager bosiddende i et byområde under Anden Verdenskrig end landdistrikt end CIMP + sager, MSI + sager, og sub-kohorte medlemmer. Med hensyn til den økonomiske depression, flere MSI + tilfælde havde en ansat far sammenlignet med de andre case-grupper, og sub-kohorte medlemmer.

Foreninger mellem de tre proxy foranstaltninger energi begrænsning og risiko for tumorer med særlige karakteristika er præsenteret i tabel 2. Personer, der rapporteres bor i et vestlige område af Holland under sult Winter havde en statistisk signifikant lavere risiko for at udvikle en CIMP tumor i forhold til dem, der ikke gjorde (HR = 0,65, 95% CI: 0,45 til 0,92) . Inverse foreninger forblev når de overvejer ‘vestlige område «som enten vestlige landområde (HR = 0,51, 95% CI: 0,28-0,91), eller vestlige del af byen (HR = 0,72, 95% CI: 0,48-1,08). Der var ingen sammenhæng mellem udsættelse for energi begrænsning under WWII og den økonomiske depression og har en CIMP tumor. Tests for heterogenitet viste ingen signifikant forskel mellem de observerede tumorer med og uden CIMP HRs. Inverse foreninger blev observeret med hensyn til de tre tidsperioder energi begrænsning og risiko for en tumor med MSI, men disse var langt fra statistisk signifikante. Tests for heterogenitet viste ingen signifikant forskel mellem de observerede tumorer med og uden HRs MSI.

HRs for de tre fuldmagter energi begrænsning ifølge en methylering indeks på 7 gener er vist i tabel 3. Af de 556 sager med tilstrækkelige oplysninger til at blive kategoriseret, 37% blev identificeret som havende 0-1 gener methylerede, 37% som havende 2-3 gener methylerede, og 26% som havende 4-7 gener methyleret. Kategorisering individer ved ‘0-1 gener methylerede’, ‘2-3 gener methylerede “og” 4-7 gener methylerede «, foreslog, at bopæl i et vestlige område under Hunger Winter var forbundet med graden af ​​promotor hypermethylering (‘ 0- 1 gener methylerede ‘HR = 1,01, 95% CI: 0,74-1,37;’ 2-3 gener methylerede ‘HR = 0,83, 95% CI: 0,61-1,15;’ 4-7 gener methylerede ‘HR = 0,72, 95% CI: 0,49-1,04) i forhold til personer, der ikke er bosat i et vestlige område.

diskussion

til vores viden, denne undersøgelse er den første til at vise, at energi begrænsning i løbet af ungdomsårene og tidlige voksenalderen er forbundet med CIMP fænotype i CRC, hvilket antyder, at udsættelse for en forbigående miljømæssig stand i denne periode af livet kan resultere i vedvarende epigenetiske ændringer, senere indflydelse CRC udvikling. Vi observerede, at personer udsat for sult Winter af 1944-1945, en periode med alvorlig kortvarig energi begrænsning, havde en nedsat risiko for at udvikle en CIMP tumor senere i livet i forhold til personer, der ikke blev udsat. Derudover overvejer en methylering indeks foreslog, at graden af ​​hypermethylering omvendt var forbundet med udsættelse for energi begrænsning. Disse observationer sammen med det faktum, at der ikke var nogen sammenhæng mellem eksponering og risiko for MSI, tyder på, at energi begrænsning i barndommen og ungdommen er forbundet med CIMP risiko uafhængigt af MSI. Desuden de stærke associationer, vi observerede i løbet af den Hunger Winter tyder på, at det kan være alvorlig kaloriefattige begrænsning i modsætning til specifikke næringsstof begrænsning, der modulerer risikoen for kolorektale tumorer med CIMP fænotype, som vi ikke observeret nogen foreninger i de to andre perioder af eksponering, når kaloriefattige begrænsning blev antaget at være mindre alvorlige.

Før diskuterer vores resultater yderligere, er det vigtigt at behandle nogle vigtige begrænsninger i vores undersøgelse. Selv om antallet af CRC tilfælde efter 7,3 års opfølgning i NLCS var betydelig, at antallet af disse sager med CIMP og eller MSI fænotype var lille. Fordi oplysninger om individuel mad til kohorten ikke var tilgængelige for perioderne eksponering blev tre proxy foranstaltninger energi begrænsning bruges til at beskrive energi begrænsning under den økonomiske depression, WWII, og Sult Winter. Det er muligt, at bruge faderens beskæftigelse status, bopæl under Anden Verdenskrig, og bopæl under Hunger Winter har resulteret i nogle misklassifikation af eksponering; Men i en opfølgende undersøgelse i NLCS blev kvindelige sub-kohorte medlemmer spurgt, om de virkelig havde oplevet sult i vinteren 1944-1945. Af de kvinder, der rapporterede alvorlig sult, 80% boede i en vestlig by i løbet af denne vinter [43]. Disse resultater indikerer, at bopæl under Sult Winter er et rimeligt fyldestgørende proxy for eksponering, selv om uundgåelige misklassifikation kan have forårsaget dæmpning af foreningen. Mens det er blevet foreslået, at individuelle hungersnød data kan være mere præcis end dataområdet-eksponering [44], andre studier i Nederlandene har brugt bopæl under Sult Winter som et mål for energi begrænsning [45], [46] og deres resultater viser, at det er en passende proxy.

Selv om der menes, at miljømæssige påvirkninger på epigenetik vil sandsynligvis være mest vigtigt under prænatal og tidlig postnatal udvikling, når epigenetiske mekanismer gennemgår etablering og modning [9], vores fund styrker den hypotese, at barndommen og ungdommen også kan være perioder med tidsmæssig modtagelighed for epigenetiske modulationer [12], [13]. Måske er dette især sandt for vævsspecifikke ændringer, såsom i colorektal tarmkanalen, hvor cellerne bliver konstant regenereres. Den epigenetiske proces involveret i normal gastrointestinal udvikling, herunder udtryk for gut enzymer, hormoner, transportører, og modning af mave immunregulering, er et dublerede forskningsområde [7]. Derfor kan vi kun spekulere, hvordan en miljømæssig eksponering, såsom energi begrænsning, i barndommen og ungdommen kan fremkalde vedvarende epigenetiske ændringer, der senere påvirker methylering mønstre i CRC.

Waterland et al. foreslår, at miljømæssige påvirkninger af den udviklingsmæssige etablering af DNA-methylering kan ske gennem to mekanismer: ved at påvirke udbuddet af kosten methyl donorer og /eller aktivitet af DNA methyltransferaser at inducere enten hyper- eller hypometylering på metastabile epialleles, eller ved at ændre transkriptionel aktivitet af specifikke gener under ontogenic perioder, hvor DNA-methylering bliver etableret [9]. Den præ-puberteten og puberteten år er en periode med hurtig vækst og hormonelle forandringer, og der kunne være en sammenhæng mellem tilstrømningen af ​​væksthormoner og regulering af epigenetiske mekanismer, der styrer kræftfremkaldende gener. Væksthormon påvirker cellulær vækst gennem handlinger udført af insulin vækstfaktorer, og det er blevet foreslået, at den gavnlige virkning af kaloriefattige begrænsning på CRC risiko medieres gennem faldende IGF-1 [47]. I puberteten, kan IGF-1 være så høj som fire gange den normale voksne serumkoncentration [47]. Det kunne være muligt, at energi begrænsning i denne kritiske vækstperiode permanent kan påvirke væksthormon-IGF-aksen, efterfølgende at påvirke mønstre for methylering senere i livet. Alternativt prægede gener, som er afgørende for den menneskelige udvikling, kan være involveret i modulering fremtidig risiko. Tab af prægning af IGF-2-genet er et eksempel på epigenetisk dysregulation i gastrointestinal carcinogenese [7]. Mens det er blevet rapporteret, at voksen kost ikke korrelerer med IGF-2 tab af prægning, har en undersøgelse i mus viste, at genomisk prægning kan være modificerbar gennem ændring af kosten i den postnatale periode [48]. Det ville være interessant at afgøre, om genomisk prægning er også modificerbare i barndommen og ungdommen

Vores observationer giver indsigt i, hvordan energi begrænsning tidligt i livet kan påvirke udviklingen af ​​tyktarmskræft [15], [49] -. [ ,,,0],52], og også generere hypoteser for fremtidig forskning. I modsætning til de ernæringsmæssige forhold i Nederlandene i midten af ​​20

århundrede, de fleste vestlige lande nu befinder sig i en situation med at have for meget, snarere end for lidt. Det er blevet observeret, at overvægt i pubertetsalderen kan være en mere kraftfuld prædiktor for CRC risiko end overvægt i voksenalderen [53]. Bestemmelse om energi overskud i barndommen og ungdommen påvirkninger epigenetiske mekanismer på en måde, der øger den fremtidige risiko for sygdom er vigtigt at belyse; både i de udviklede lande, hvor forekomsten af ​​fedme blandt børn er ved at nå epidemiske proportioner, og i udviklingslandene, hvor der skiftes ernæringsmæssige vaner og eksponering kan have indflydelse på den fremtidige CRC tendenser.

Som konklusion, mens en mørk øjeblik i hollandsk historie, unik dokumentation fra sult Winter viser, at udsættelse for en periode med alvorlig forbigående energi begrænsning i ungdomsårene omvendt er forbundet med risikoen for at få en CIMP tumor senere i livet. Disse resultater tyder på, at puberteten kan være en kritisk periode med udvikling for epigenetiske ændringer, der påvirker CRC risiko.

Tak

Vi står i gæld til deltagerne i denne undersøgelse, og takke kræftregistre (IKA, IKL, IKMN, IKN, IKO, IKR, IKST, IKW, IKZ, og VIKC) og Nederlandene Nationwide Registry Patologi (PALGA). Vi takker også S van de Crommert og J Nelissen for deres hjælp med indtastning af data og datastyring; En Volovics og A Kester for statistisk rådgivning; L Schouten, C de Zwart, M Moll, W van Dijk, M Jansen, og A Pisters om assistance og H van Montfort, T van Moergastel, L van den Bosch, og R Schmeitz til programmering assistance.