PLoS ONE: EphB2 SNP’er og Sporadisk prostatakræft Risiko i African American mænd

Abstrakt

EphB2

gen er blevet impliceret som et tumorsuppressorgen somatisk ændret i både prostatakræft (PC) og kolorektal cancer. Vi har tidligere vist en sammenhæng mellem en

EphB2

kimcellelinje nonsens variant og risiko for familiær prostatakræft blandt African American mænd (AAM). Her er vi i gang med at teste hypotesen om, at fælles variation inden for

EphB2

locus er forbundet med øget risiko for sporadisk PC i AAM. Vi genotypet et sæt af 341 enkelt nukleotid polymorfier (SNP) omfatter den

EphB2

locus, herunder kendte og nye kodning og ikke-kodende varianter, i 490 AA sporadiske tilfælde PC og 567 matchede kontroller. Enkelt markør-baserede logistiske regressionsanalyser afsløret syv

EphB2

SNPs viser statistisk signifikant sammenhæng med prostatakræft risiko i vores befolkning. Den mest markante Foreningen blev opnået for en roman synonymt kodende SNP, TGEN-624, (Odds Ratio (OR) = 0,22; 95% konfidensinterval (CI) fra 0,08 til 0,66, p = 1 × 10

-5). To andre SNPs viser også signifikante associationer mod en beskyttende virkning rs10465543 og rs12090415 (p = 1 × 10

-4), OR = 0,49 og 0,7 hhv. To ekstra SNPs afslørede tendenser i retning af en øget risiko for prostatakræft, rs4612601 og rs4263970 (p = 0,001), OR = 1,35 og 1,31, henholdsvis. Endvidere haplotype analyse afslørede lave niveauer af koblingsuligevægt inden for regionen, med to blokke er forbundet med prostatacancer risiko blandt vores befolkning. Disse data tyder på, at genetisk variation på

EphB2

locus kan øge risikoen for sporadisk PC blandt AAM

Henvisning:. Robbins CM, Hooker S, Kittles RA, Carpten JD (2011)

EphB2

SNPs og Sporadisk prostatakræft Risiko i African American mænd. PLoS ONE 6 (5): e19494. doi: 10,1371 /journal.pone.0019494

Redaktør: Jen-Tsan Ashley Chi, Duke University, USA

Modtaget: November 2, 2010; Accepteret: April 8, 2011; Udgivet: May 16, 2011

Copyright: © 2011 Robbins, 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 National Institutes of Health, at National Cancer Institute, center Reducer Cancer Sundhed Forskelle Grant (R01CA122009) og Department of Defense (DAMD W81XWH-07-1-0203). 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

prostatakræft (PC) er fortsat den mest almindelige mandlige specifikke malignitet diagnosticeret i USA alene i 2010 omkring 217.730 nye tilfælde af prostatakræft udgjorde 28% af diagnoser for de ti førende kræftformer. Desuden er en anslået 32,050 dødsfald tilskrives denne sygdom årligt [1]. Mange risikofaktorer som kost, livsstil, hormoner, alder og race har været impliceret som bidragende til risikoen for prostatacancer; dog familiens historie er den mest betydningsfulde og reproducerbar risikofaktor kendt, hvor mænd med to eller tre første slægtninge med prostatakræft havde en fem og 11 gange forøget risiko for at udvikle prostatacancer, henholdsvis [2], [3].

det er almindeligt kendt, at incidensraten af ​​prostatakræft varierer meget efter herkomst med African American mænd (AAM) med blandt de højeste prostatakræft satser i verden. Den 2002-2006 incidensrate for prostatakræft i USA per 100.000 mænd var 231,9 i AAM versus 146,3 i europæiske amerikanske mænd (EAM) [1]. Denne forskel ses endnu mere drastisk når man ser på dødeligheden blandt disse to grupper med AAM have en større end to gange højere (56,3 pr 100.000) prostatakræft dødeligheden i forhold til EAM (23,6 pr 100.000) i løbet af denne samme tidsramme [1]. Selvom det er almindeligt accepteret, at socioøkonomiske faktorer er vigtige drivkræfter bag forskellen i prostatakræft forekomst og dødelighed, kan biologiske faktorer også spiller en rolle. Nylig dokumentation understøtter en genetisk komponent bidrager mindste delvis denne race ulighed og påvirke sygdommens progression [4]. Overbevisende beviser stærk genetisk sammenhæng mellem prostatakræft risiko og genetiske markører på 8q24, hvor flere af de risikofaktorer alleler har mindre allelfrekvenserne, der er højere i populationer af nyere vestafrikanske anstændigt, hvilket tyder på en rolle i den øgede forekomst af prostatakræft i AAM [ ,,,0],5], [6], [7], [8], [9], [10].

Desuden adskillige gener impliceret som arvelig prostatakræft tumorsuppressorgener såsom

HPC /ELAC2 og RNASEL

har været forbundet med forøget risiko for prostatacancer hos afroamerikanere [11], [12], [13], [14]. Til dette formål har vores gruppe set på forholdet mellem somatisk ændrede tumorsuppressorgener i prostatakræft og risiko for familiær prostatakræft blandt African American mænd. Den EPHB2 tyrosinkinase blev først rapporteret som en prostatakræft tumorsuppressorgen, der huser somatiske mutationer i prostatatumorer [15]. Desuden somatiske forandringer på

Der er rapporteret EphB2

locus i kolorektal cancer samt [16], [17], hvilket yderligere understøtter en rolle for

EphB2

som en vigtig kræft-gen. Derudover en kimlinie

EphB2

nonsens variant (3055A T; K1019X). Var positivt associeret med risiko for familiær prostatakræft i African American mænd fra familier højrisiko-[18]

Selv om en tidligere forening undersøgelse af

EphB2

gen har fokuseret på kodning region varianter i familiære tilfælde prostatakræft, vi har sat sig for at afgøre, om den genetiske variation på

EphB2

locus er forbundet med risiko for sporadisk prostatakræft i afroamerikanere. Her rapporterer vi genotypebestemmelse af 341 enkelt nukleotid polymorfier (SNPs) omfatter hele

EphB2

locus i en population af AAM herunder 490 sporadiske tilfælde og 567 matchede kontroller for at søge efter sammenhæng mellem

EphB2

genotyper eller haplotyper og risikoen for prostatakræft i vores studiepopulation.

Resultater

for at teste for association mellem genetisk variation på

EphB2

locus og risiko for sporadisk prostatakræft blandt AAM , har vi udført en detaljeret case /kontrol kandidat-gen forbindelsesundersøgelse. For at være omfattende, snarere end at bruge en mærket SNP nærmede vi valgte at genotype alle kendte SNP’er omfattende

EphB2

gen inden for vores befolkning. Vi valgte 355 SNPs, der var blevet udvalgt til genotypning af International HapMap Project for at udvikle vores egen haplotype kort over

EphB2

gen i vores specifikke population. Disse SNP’er blev suppleret med et sæt af 14

EphB2

kodende SNP’er tidligere opdaget og rapporteret af vores gruppe [18]. Efter assay udvikling endte vi med i alt 341 SNP’er til analyse, som blev genotype i vores stikprøve på 1057 AAM herunder 490 sporadiske tilfælde og 567 matchede kontroller. Nærmere oplysninger om prøven befolkningen kan findes i tabel 1. For at minimere fejl potentielt forårsaget af befolkningen Substructuring, har alle personer inden for vores stikprøve blevet genotype med et uafhængigt sæt 100 iblandingsniveauer informative markører (mål). En indledende analyse blev udført for at identificere SNPs, der var ud af Hardy-Weinberg ligevægt (HWE). I alt 26 SNPs fraveget HWE (tabel S1). Af de resterende 315 SNPs, 19 af dem var mono-allel i vores befolkning.

Detaljerede resultater af foreningen analyse for alle informative SNP’er er præsenteret i tabel S2. Disse resultater er yderligere illustreret i figur 1. Efter korrektioner for genetisk herkomst og multipel testning, fandt vi statistisk signifikante associationer til syv SNPs i

EphB2

gen, som forblev signifikant efter flere test (Tabel 2). Den mest markante Foreningen blev opnået for en roman synonymt kodende SNP, TGEN-624, (Odds Ratio (OR) = 0,22; 95% konfidensinterval (CI) fra 0,08 til 0,66, p = 1 × 10

-5), der synes at give en beskyttende virkning. To andre SNPs viser signifikante sammenhænge mod en beskyttende virkning, herunder rs10465543 og rs12090415 (p = 1 × 10

-4), OR = 0,49 og 0,7 hhv. To yderligere SNPs viste tendenser i retning af en øget risiko for prostatakræft, herunder rs4612601 og rs4263970 (p = 0,001), med OR = 1,35 og 1,31, henholdsvis.

Plot indeholder en visning af bindingsuligevægt (r

2) baseret på HapMap Yoruba (yor) data og positioner SNP’er langs kromosom 1. SNPs vist i gråt var ikke i HapMap. Rekombinations satser er afbildet ved den blå linje på grunden. Association analyse P-værdier blev justeret for alder og global vest afrikansk afstamning og fremkaldes med LocusZoom (https://csg.sph.umich.edu/locuszoom/).

Vi har også testet muligheden for, om disse syv SNPs var hver uafhængige risikofaktorer eller om foreningerne var afhængige af hinanden. Vi udførte en trinvis regression ved hjælp af hvert SNP individuelt som kausal samtidig med at kontrollere for de andre. Ingen af ​​de andre SNPs bidraget til foreningen, når enten rsTGEN-624 eller rs12090415 blev betragtet prædiktorer for risiko.

Meget lidt udvidet sammenkædning disequlibrium (LD) blev observeret på tværs af

EphB2

gen (figur 1). I stedet observerede vi 38 små haplotype blokke (største spænder fra ca. 20 kb). Dette er i overensstemmelse med resultaterne, at befolkninger i seneste vestafrikanske afstamning har mindre LD og mindre blok strukturer (32). Haplotype association analyser var i overensstemmelse med vores enkelt SNP-analyser. Kun tre af de testede SNPs var inden for definerede haplotype blokke (rs1318720, rs4612601, og rs10465531). Haplotype blok 6, blev tagget af SNPs rs138720 og rs4612601 og haplotype blok 18, mærket af SNP’er rs12074138 og rs10465531, var signifikant associeret med prostatacancer (tabel 3).

Diskussion

EphB2

gen koder for EPHB2 receptortyrosinkinase og er tidligere identificeret af vores gruppe som et tumorsuppressorgen i prostatacancer [15]. En uafhængig undersøgelse ser på 72 probander fra amerikanske arvelig prostata familier afrikanske cancer identificeret 10 sekvens varianter i

EphB2

gen [18]. Dette omfattede en fælles nonsense mutation K1019X der viste en forening med PC i AA mænd, der havde en familie historie af PC selv efter justering for iblanding. denne forening blev dog ikke set i AA sporadiske tilfælde med PC [18].

Her foretog vi en undersøgelse for at afgøre, om den genetiske variation på

EphB2

locus er forbundet med risiko for sporadisk prostata kræft blandt African American mænd. Ikke med stående, vores omfattende analyse af

EphB2

locus yderligere understøtter vigtigheden af ​​

EphB2

gen som et formodet tumorsuppressorgen involveret i sygdommen ætiologi af prostatakræft, og at både fælles og sjælden

EphB2

varianter sandsynligvis spille en væsentlig rolle i øget sygdomsrisiko for sporadisk prostatakræft i AAM. Den tidligere identificeret roman synonymt kodende SNP TGEN-624 viste ikke nogen sammenslutning af øget risiko i AA mænd med arvelig PC, men her viser vi, at i AA mænd med sporadisk sygdom der er en statistisk signifikant sammenhæng med risiko. Denne yderligere understøtter vigtigheden af ​​

EphB2

gen i ikke kun AAM med familiær PC, men også i AAM med sporadisk PC, selv om der er behov for yderligere validering i andre datasæt fuldt ud at støtte vores forening.

Mens vi er opmuntret af sammenhængen mellem vores nuværende og tidligere resultater, vi konstatere, at vores undersøgelse er begrænset. Først blev power beregninger bruges til at definere størrelsen af ​​vores studiepopulation, og vores beskedne stikprøve er tilstrækkeligt til at påvise moderate til store effekter (OR 1,5). Dog ville vi være begrænset til at påvise loci med mindre effekter (1,2-1,4). Selv om vi genotypet et relativt tæt sæt af kendte SNP’er (~ 1 SNP pr 700 bp), er det muligt, at yderligere nye »private« SNPs med vigtige virkninger kan have været savnet i

EphB2

locus, støtte mulige sammenhæng studie designs baseret på hele genomet eller ansøger region sekventering til at fange det fulde beløb af genetisk variation inden for en given studiepopulation.

Vi erobrede meget af variationen langs

EphB2

gen og observeret mange små haplotype blokke på tværs af genet, hvilket tyder på, at opdagelsen af ​​genetiske associationer i populationer af seneste vestafrikanske afstamning bør bygge på høj opløsning haplotype kort baseret på afrikanske befolkninger. Derfor kan genom-dækkende forening undersøgelser med anvendelse af array-teknologier, der er baseret på europæiske haplotype-tagging SNPs eller endda dem med en million jævnt fordelte SNPs (én SNP pr 3 kilobaser) ikke fange mængden af ​​genetisk information er nødvendig for at opdage foreninger i gener sådanne som

EphB2

i populationer af seneste vestafrikanske afstamning som vores. Vi føler, at dette studie sætter scenen for en ny æra i genom-dækkende associationsstudier i populationer af nyere vest afrikansk afstamning, hvor måske kun påvises foreninger gennem ekstremt høj opløsning genetiske kort.

Materialer og metoder

Etik Statement

Alle prøver blev oprindeligt indsamlet til forskningsformål under en Howard University IRB-godkendt protokol. Skriftligt informeret samtykke blev opnået ved alle emner til denne Howard University undersøgelse. Disse prøver blev derefter analyseret på Translationel Genomics Research Institute under en protokol godkendt af vestlige Institutional Review Board (WIRB). Som prøverne allerede var indsamlet til Howard University undersøgelse, blev et afkald på samtykke givet af WIRB til brug af prøverne i denne protokol uden yderligere samtykke fra undersøgelsens deltagere.

African American sporadiske tilfælde prostatakræft og kontroller

Uafhængige mænd (N = 1057) selv beskrevet som African American blev rekrutteret mellem årene 2001 og 2005 fra afdelingen for urologi på Howard University Hospital (HUH) i Washington, DC. Incident prostatakræft tilfælde (N = 490) blev identificeret ved urologer i divisionen eller studiekoordinator og bekræftet ved gennemgang af medicinske journaler. Kontrolpersoner (N = 567) ikke er relateret til de tilfælde og matchede for alder (± 5 år) blev også konstateret fra pc’en screening befolkning for afdelingen for urologi på HUH. Personer, der nogensinde er blevet diagnosticeret med benign prostatahyperplasi (BPH) og /eller havde en forhøjet prostataspecifikt antigen test ( 2,5 ng /ml), eller har haft en unormal digital rektal undersøgelse (DRE) ikke medtaget, da kontroller. Svarprocenten blandt de afrikanske amerikanske tilfælde var 90%, og svarprocenten for de afrikanske amerikanske kontroller var 85%. De demografiske karakteristika for deltagerne i screeningsprogrammet svarede til den patientgruppe ses i afdelingen for Urologi klinikker (tabel 1). Rekruttering af prostatakræft tilfælde og kontroller forekom samtidigt og var markeret med hensyn til familiens historie. Alle deltagerne var mellem 40 og 85 år. Kliniske karakteristika, herunder Gleason kvalitet, PSA, alder ved diagnose og familiens historie blev opnået for alle tilfælde fra medicinske journaler. Sygdom aggressivitet blev defineret som “Low” (Gleason kvalitet 8). Eller “Høj” (Gleason kvalitet ≥8)

Single (SNP) genotype

I denne undersøgelse valgte vi alle SNP’er (n = 355), der omfatter hele

EphB2

genomisk locus mellem Build 36, hg18 positioner af CHR1: 22.904.000 – 23.119.000, der blev genotypebestemt af International HapMap (version 2) [19]. Yderligere 14 SNPs blev inkluderet som tidligere blev rapporteret af vores gruppe [18]. Dette sæt af 369 SNPs blev forelagt for Illumina GoldenGate oligo assay pool (OPA) design, hvor dublerede SNPs og dem, der vil potentielt have negativ indvirkning på analysens blev fjernet. Et sæt af 28 SNPs mislykkedes assay design, forlader os med 341 SNPs til genotypning i vores undersøgelse (tabel S1). Genomisk DNA blev opnået fra isolerede lymfocytter under anvendelse cellelyse, proteinase K-behandling, protein udfældning og DNA præcipitation. DNA lagrene blev fortyndet til 10 ng /ul og genotypebestemmelse blev udført ved anvendelse af Illumina GoldenGate genotypebestemmelsesassay i henhold til producentens anbefalinger (Illumina Inc., San Diego, CA). Genotype opkald blev foretaget under anvendelse BeadStudio 3 software (Illumina Inc., San Diego, CA). SNPs blev udelukket fra analysen, hvis GenTrain Score var 0,4 og opkaldet sats var 0,95. Vi brugte en Hardy-Weinberg ligevægt cut-off af p 0,0001 grund af øget iblanding uligevægt i AA befolkning og til at tage hensyn til flere test. Tyve-seks (26) SNPs væsentligt fraveget HWE i vores afroamerikanske prøver.

Estimering genetisk herkomst

De genomer af iblandede befolkningsgrupper såsom afroamerikanere består af forskellige genetiske segmenter, der følger af forskellige “forældre” populationer (fx West afrikanere og europæere). Genetisk associationsstudier i iblandede befolkningsgrupper kan forveksles med befolkningen lagdeling, hvor falsk-positive sygdom foreninger opstå på grund af herkomst forskelle i sager og kontroller. For at styre sådan confounding, blev vestafrikanske herkomst estimeret i tilfælde og kontrol ved hjælp af genetiske varianter kaldet herkomst informative markører (mål). Mål er markører udvalgt på grundlag af deres hyppighed forskelle mellem befolkningerne fra forskellige geografiske regioner. I den foreliggende undersøgelse “global” individuel afstamning blev bestemt for hver person, der bruger 100 AIMS valgt blandt regioner over hele genomet at estimere europæiske og vestafrikansk afstamning [20]. Ved hjælp af disse mål blev global individuel herkomst (% Vestafrikanske og% europæiske) beregnet ud fra genotype data ved hjælp af Bayesian Markov Chain Monte Carlo (MCMC) metode implementeret i programmet STRUKTUR 2.1 [21]. STRUKTUR 2.1 blev kørt under blandingen model ved hjælp inden befolkning og uafhængige allelfrekvenserne. Den MCMC model blev kørt ved hjælp K = 2 populationer (58 europæere og 62 West afrikanere) og en burn-in længde på 30.000 iterationer efterfulgt af 70.000 gentagelser. Disse herkomst skøn blev brugt som kovariater i regressionsmodeller.

struktureret sammenslutning Analyser

Vi testede 315

EphB2

SNPs for association med PC i vores befolkning afroamerikanere. Vi beregnede odds ratio og 95% konfidensintervaller ved at udføre betinget logistisk regression antager en additiv effekt (på log-skala) af allel dosering. Vi kontrollerede til individuel iblanding ved at inkludere vestafrikanske herkomst skøn som kovariat i den logistiske regressionsmodel. Desuden blev genetiske virkninger korrigeret for alder (på tidspunktet for diagnose for case fag og på tidspunktet for konstatering for kontroller). Foreninger ved bedømmelse (Gleason score ≤7 versus ≥8) blev også undersøgt af logistisk regression i sag kun analyser.

Empiriske p-værdier, der er korrigeret for flere tests blev genereret ved 100.000 permutationer af de træk værdierne i prøven under anvendelse af Max (T) procedure. Alle analyser blev udført ved hjælp af programmerne SNPGWA Version 4.0 (https://www.phs.wfubmc.edu/public/bios/gene/downloads.cfm) og Plink [22]. Haplotype association analyser blev udført ved anvendelse Haploview [23]. Kliniske karakteristika blev sammenlignet mellem cases og kontroller ved løb. Tosidede t-tests anvendtes til sammenligning kontinuerlige variabler herunder alder og herkomst skøn. Pearson chi-square test for uafhængighed blev brugt til at sammenligne kategoriske variable.

Støtte oplysninger

tabel S1.

Hardy-Weinberg ligevægt P-værdier for 341

EphB2

SNPs

doi:. 10,1371 /journal.pone.0019494.s001

(XLS)

tabel S2.

Resultater af Single Variant prostatakræft Association Analyse for 315

EphB2

SNPs

doi:. 10,1371 /journal.pone.0019494.s002

(XLS)

Tak

forfatterne takker undersøgelsens deltagere for deres deltagelse i denne forskning.