PLoS ONE: Perifert blod mitokondrie-DNA Copy Number er forbundet med prostatakræft Risiko- og Tumor Burden

abstrakt

Ændringer i mitokondrie-DNA (mtDNA) er blevet associeret med risiko for et antal humane cancere; Forholdet mellem mtDNA kopiantal i perifere blodleukocytter (PBL’er) og risikoen for prostatacancer (PSA) er ikke undersøgt. I en case-kontrol undersøgelse af 196 PCA patienter og 196 alders-parret raske kontrolpersoner i en kinesisk Han befolkning, sammenhængen mellem mtDNA kopi nummer i PBL’er og PCa risiko blev vurderet. Den relative mtDNA kopiantallet blev målt ved anvendelse kvantitativ realtids-PCR; prøver fra tre tilfælde og to kontroller ikke kunne analyseres, hvilket efterlader 193 tilfælde og 194 kontroller til analyse. PCA patienter havde signifikant højere mtDNA kopiere tal end kontroller (medianer 0,91 og 0,82, henholdsvis;

P

0,001). Dikotomiseret på medianværdien af ​​mtDNA antal kopier i kontrollerne, var høj mtDNA kopi nummer signifikant associeret med en øget risiko for PCa (justerede odds ratio = 1,85, 95% konfidensinterval: 1,21-2,83). En signifikant dosis-respons sammenhæng blev observeret mellem mtDNA kopi nummer og risiko for PCa i kvartil analyse (

P

trend = 0,011). Klinisk-patologisk analyse viste, at høje mtDNA kopiere numre i PCA patienter var signifikant forbundet med høj Gleason score og avanceret tumor stadium, men ikke serum prostata-specifikt antigen-niveau (

P

= 0,002, 0,012 og 0,544, henholdsvis). Disse resultaterne af den foreliggende undersøgelse viser, at øget mtDNA kopi nummer i PBL’er er signifikant associeret med en øget risiko for PCa og kan være en afspejling af tumor byrde

Henvisning:. Zhou W, Zhu M, Gui M, Huang L, Long Z, Wang L, et al. (2014) Peripheral Blood mitokondrie-DNA Copy Number er forbundet med prostatakræft Risiko- og Tumor Burden. PLoS ONE 9 (10): e109470. doi: 10,1371 /journal.pone.0109470

Redaktør: Craig N. Robson, Northern Institute for Cancer Research, England

Modtaget: Juni 23, 2014, Accepteret: August 22, 2014; Udgivet: 3 oktober 2014

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

Data Tilgængelighed:. Det forfattere bekræfter, at alle data, der ligger til grund resultaterne er fuldt tilgængelige uden restriktioner. Alle data er tilgængelige på Dryaden: doi:. 10,5061 /dryad.88896

Finansiering: Denne forskning blev støttet af grundforskning Midler til de centrale universiteterne i Central South University (72150050368). 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

Humant mitokondrie-DNA (mtDNA) er et 16.569 bp kromosom, der er dobbeltstrenget og cirkulær i naturen. Den er maternelt arvet og koder for 13 core polypeptidunderenheder der udgør de respiratoriske kæde-komplekser, to rRNA’er og et sæt af 22 tRNA’er, som er nødvendige for mitokondrie proteinsyntese [1]. Sammenlignet med nukleare DNA, mtDNA mangler både introns og beskyttende histoner og har også mindsket DNA-reparation kapacitet. Disse funktioner gør det særligt modtagelige for reaktive ilt arter (ROS) og andre former for skader, der kunne føre til sekvens mutationer eller kopi nummer ændringer [2], [3]. Sådanne ændringer af mtDNA kan efterfølgende påvirke ekspressionen af ​​mitokondrielle gener samt en bred vifte af mitokondrielle funktioner såsom energiproduktion, signaltransduktion, cellecyklusregulering, cellulær differentiering, apoptose, og vækst [4]. Således kunne unormale ændringer i mtDNA potentielt resultere i mangler i oxidativ fosforylering, forbedringer til produktionen af ​​ROS under aerobe stofskifte, eller endda resultere i en ondartet tilstand.

Prostatakræft (PCA) er den anden hyppigst diagnosticeret kræft og den sjette hyppigste årsag til kræft dødsfald hos mænd, med en anslået 914,000 nye tilfælde og 258.000 dødsfald om året globalt [5]. Historisk forekomsten af ​​PCa har været betydeligt lavere i asiatisk end kaukasiske mænd; Men i Kina, da livsstil bliver mere vestligt, incidensraten af ​​PCa er steget betydeligt i de senere år. Hidtil serum prostata-specifikt antigen (PSA) er den bedst tilgængelige prostata-specifik tumormarkør. Men der er en løbende kontroversiel debat om anvendelsen af ​​serum PSA-test for PCa [6]. Det anslås sats for overdiagnostik så højt som 50% er blevet rapporteret, og de negative bivirkninger relateret til unødvendige behandlinger gøre den samlede fordel ved PSA masse screening uklar [7]. Således er der behov for identifikation af yderligere molekylære markører til at forbedre screening og diagnosticering af PCa.

Flere retrospektive og prospektive undersøgelser har undersøgt sammenhængen mellem konstitutive mtDNA kopi nummer i perifert blod leukocytter (PBL) med risiko for cancere [8] – [21]. Indtil nu, forholdet mellem mtDNA kopiantal i PBL’er og er ikke fastslået PCa risiko. I de følgende eksperimenter, udnyttede vi en retrospektiv case-kontrol studie i han-kinesere til at vurdere sammenslutning af mtDNA kopi nummer i PBL’er med risiko for PSA. Vi undersøgte også, om mtDNA kopi nummer korreleret med klinisk-patologiske karakteristika PCA patienter.

Materialer og metoder

studiepopulation og epidemiologiske data

I alt 196 patienter med histologisk bekræftet primær prostata adenocarcinom blev konsekutivt rekrutteret mellem den 1. januar, 2006 og september 1, 2012 på den tredje Xiangya Hospital og Hunan Provincial Tumor Hospital, som begge er tilknyttet Central South University (Changsha, Kina). Disse patienter udgjorde 84% af alle nye tilfælde diagnosticeres ved begge sygehuse i løbet af undersøgelsen periode. Ingen af ​​tilfældene havde modtaget nogen tidligere PCa-relateret behandling, havde en historie af andre typer af kræft, eller alvorlige medicinske co-morbiditet, herunder hjertesygdom, aktiv cerebralt infarkt, eller alvorlig infektion i de seneste tre måneder. Alle patienter gennemgik evaluering forbehandling, herunder knoglescanning, røntgen af ​​thorax, og enten en computertomografi (CT) eller magnetisk resonans (MRI) af abdomen og bækken at evaluere tumor fase. PCa etape blev klassificeret i henhold til den syvende amerikanske fælles udvalg om kræft (AJCC) system.

Som kontroller, 196 aldersmatchede (± 2 år) raske personer fra Hunan-provinsen i samme periode som tilfældet tilmelding blev inkluderet fra center for Health Management i den tredje Xiangya Hospital. Kontrolpersoner havde en PSA-niveau på mindre end 4 ng /ml, havde en normal digital rektal undersøgelse, og havde hverken en tidligere historie af kræft eller nogen af ​​de førnævnte medicinske co-morbiditet. Ca. 82% af de personer, inviteret til at deltage som kontrolpersoner enige om at tilmelde sig undersøgelsen.

Alle case og kontrol deltagerne var han-kinesere. Alle blev interviewet af uddannede interviewere til at indsamle oplysninger, herunder alder, body mass index (BMI), rygevaner, kostvaner og familie historie af kræft og sygehistorie. En aldrig ryger blev defineret som en person, der aldrig har røget, eller som røget 100 cigaretter i løbet af hans eller hendes levetid. En person, der røget 100 cigaretter blev defineret som en stadig ryger. Daglig indtagelse via kosten fedt blev klassificeret i tre kategorier ifølge kinesiske Dietary Referenceindtag niveauer [22]. Andelen af ​​daglige fedt energiindtag af det samlede energiforbrug 20%, 20-30% og 30% blev defineret som lav, moderat og høj daglig indtagelse via kosten fedt, hhv. Den følgende morgen efter interviewet blev 10 ml fastende blodprøver indsamlet.

Denne undersøgelse blev godkendt af Research Ethics Committee of Central South University (Changsha, Kina). Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra alle deltagere. De vigtigste egenskaber ved vores undersøgelse kohorte er opsummeret i tabel 1. Vi kunne ikke analysere prøver fra tre tilfælde og to kontroller, efterlader 193 tilfælde og 194 kontroller for vores analyser.

mtDNA kopi nummer vurdering kvantitativ real-time PCR

høj kvalitet genomisk DNA blev ekstraheret fra deltagernes perifert blod ved hjælp af QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen, Valencia, CA) og ifølge fabrikantens protokol. Den relative mtDNA kopiantal blev målt ved kvantitativ realtids-PCR (qPCR) som tidligere beskrevet [23], [24]. Kort fortalt blev to par primere konstrueret og anvendt til kvantificering af mtDNA kopital. Det første primerpar blev anvendt til amplifikation af den

ND1

gen i mtDNA. Primersekvenserne var som følger: fremadrettet primer (ND1-F), 5′-CCCTAAAACCCGCCACATCT-3 ‘; reverse primer (ND1-R), 5’-GAGCGATGGTGAGAGCTAAGGT-3 ‘. Det andet primerpar blev anvendt til amplifikation af den nukleare gen humanglobulin (

HGB

). Primersekvenserne var som følger: fremadrettet primer (HGB-1), 5′-GTGCACCTGACTCCTGAGGAGA-3 ‘; reverse primer (HGB-2), 5’-CCTTGATACCAACCTGCCCAG-3 ‘. PCR-reaktionsblandingen (10 pi) for mtDNA amplifikation bestod af 2 x SYBR Green Mastermix (Cowin Biotech, Beijing, Kina), 200 nmol /l ND1-F (eller HGB-1) primer, 200 nmol /l ND1-R (eller HGB-2) primer og 5 ng genomisk DNA. Termiske cyklingsbetingelser var 95 ° C i 10 minutter efterfulgt af 40 cyklusser ved 95 ° C i 15 s og enten 60 ° C (efter

ND1

amplifikation) eller 56 ° C (efter

HGB

amplifikation) i 1 min. Hver prøve blev kørt i tre eksemplarer på en 96-brønds plade med en ABI PRISM 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems, USA).

qPCR procedurer for

ND1

og

HGB

blev udført i separate 96-brønds plader med de samme prøver i de samme brøndpositioner at undgå mulige positionseffekter. Under hver kørsel blev en negativ kontrol (vand), en positiv kontrol (kalibrator DNA), og en standardkurve inkluderet. Kalibratoren DNA var et genomisk DNA-prøve fra en rask kontrol emne, der blev anvendt til at sammenligne resultaterne fra forskellige uafhængige assays. Hver plade indeholdt tilfældigt udvalgte prøver, og dermed sikre lige repræsentation af alle tilfælde og kontroller. De lab personale var blind til sag eller kontrollere status. Vi brugte pooled DNA som reference DNA fra 30 deltagere, der var blevet tilfældigt udvalgt fra kontrol i denne undersøgelse (200 ng genomisk DNA for hver prøve). For standardkurven, blev henvisningen DNA-prøve serielt fortyndet med en dobbelt trinvis fortynding for at generere en fem-punkts standardkurve. Dette tillod mellem 40 og 2,5 ng DNA i hver reaktion.

R

2 korrelation for hver standardkurve var ≥0.99, med acceptabel standard afvigelse (SD) sat til 0,25 for Ct-værdier. Ellers blev prøven gentaget. Forholdet mellem mtdna kopiantal til enkelt gen (

HGB

) kopital blev bestemt for hver prøve ved anvendelse af standard kurver. Dette forhold var proportional med mtDNA kopiantal i hver prøve. Forholdet for hver prøve blev derefter normaliseret til kalibratoren DNA-prøven for at standardisere mellem forskellige kørsler. Endelig, for at vurdere enhver intra-assay variation, vi analyseret 10 blod DNA-prøver fra raske kontrolpersoner til tre gange på samme dag. Vi gentog derefter assayet med de samme blod DNA-prøver på tre forskellige dage for at evaluere inter-assay variation. Gennemsnitlige koefficienter af intra-assay og inter-assay varians var 3,6% (interval, 1,1% -9,1%) og 3,9% (interval, 0,8% -7,3%), hhv. Disse resultater tyder på både høj intra-assay og inter-assay pålidelighed.

statistiske analyser

Alle statistiske beregninger blev udført ved hjælp af SPSS 16,0 software (IBM, Chicago, IL, USA). Forskelle i fordelingen af ​​værten egenskaber mellem de tilfælde og kontrollerne blev evalueret af Pearson χ

2 test for kategoriske variable og, Student

t

test (alder og BMI) og Mann Whitney U test (mtDNA kopi nummer) for kontinuerlige variabler. Spearman rank korrelation analyse blev anvendt til undersøgelse af forholdet mellem mtDNA kopital og klinisk-patologiske faktorer af PSA. Det mtDNA kopi nummer blev også analyseret som en kategorisk variabel ved hjælp median eller kvartil fordeling i kontrollerne. Så ubetinget multivariat logistisk regression, justeret for PCA potentielle risikofaktorer, herunder alder, BMI, daglig indtagelse via kosten fedt, rygning status og familiens historie PCa, blev brugt til at vurdere sammenhængen mellem mtDNA kopi nummer og risikoen for PCa ved estimering odds ratio ( OR) og 95% konfidensintervaller (95% CI). Test for trend blev udført under anvendelse midterplan mtDNA kopiantal værdi for hvert kvartil. Denne regression blev udført ved hjælp af hele sagen og kontrolgrupper samt undergrupper defineret af forskellige demografiske og klinisk-patologiske karakteristika. Alle statistiske tests var to-sidet, og niveauet af statistisk signifikans blev sat til

P

. 0,05

Resultater

I alt 196 patienter med PCa og 196 raske kontroller blev inkluderet i denne undersøgelse. Prøver fra tre tilfælde og to kontroller ikke kunne analyseres, hvilket efterlader 193 tilfælde og 194 kontroller til analyse. De karakteristiske træk ved den undersøgte population er opsummeret i tabel 1. Der var ingen statistisk signifikante forskelle mellem tilfælde og kontroller i alder og rygevaner. Men sager var mere tilbøjelige end kontroller til at have højere BMI, højere daglig indtagelse via kosten fedt, og en familie historie af PCa (tabel 1). Median mtDNA kopi nummer var højere blandt sager end blandt kontroller (0,91 og 0,82, henholdsvis;

P

0,001, figur 1).

box plots beskriver medianen (fast linje på tværs af boks), inter-kvartil rækkevidde og outliers (cirkler uden enderne af whiskers) for hver studiegruppe.

P

-værdien er fra en sammenligning af mtDNA kopiantals fordeling mellem tilfælde og kontroller ved hjælp af Mann Whitney U test.

Vi udførte ubetinget logistisk regressionsanalyse for at vurdere sammenhængen mellem mtDNA kopital og PCa risiko. Når individer blev separeret i høje eller lave grupper baseret på medianen mtDNA kopital værdi i raske kontroller, vi observeret, at høje mtDNA kopitallet var forbundet med en øget risiko for PCa efter justering for alder, BMI, den daglige indtagelse fedt, rygerstatus og familiens historie PCa (højere median

vs

lavere, odds ratio (OR) = 1,85, 95% CI: 1,21-2,83; tabel 2). Analyse af data ved kvartil fordeling af mtDNA kopi nummer i kontroller afslørede en dosis-respons sammenhæng mellem mtDNA kopi nummer og PCa risiko (højeste kvartil

vs

laveste: OR = 2,52, 95% CI: 1,35-4,70

P

trend = 0,011;. tabel 2)

for at bestemme, om den observerede sammenhæng mellem højere mtDNA kopi nummer og PCa risiko var påvirket af demografiske eller kostfaktorer, vi stratificeret de data baseret på alder ( 70 eller ≥70 år), BMI ( 25 eller ≥ 25 kg /m2), rygning status (aldrig eller nogensinde), og den daglige indtagelse fedt (lav /moderat eller høj) og gentog den logistiske regression. Resultaterne viste en signifikant sammenhæng kun blandt forsøgspersoner, som 70 års gamle, overvægtige (BMI ≥25 kg /m

2), aldrig-rygere, eller dem, der havde en lav eller moderat daglig indtagelse via kosten fedt (tabel 3 ). ubetinget logistisk regression ved hjælp af Wald test viste imidlertid, at forholdet mellem mtDNA kopi nummer og PCa risikoen ikke var væsentligt påvirket af alder (

P

= 0,127), BMI (

P

= 0,185) , rygning status (

P

= 0,654) eller daglig indtagelse via kosten fedt (

P

= 0,543).

for at undersøge, om sammenslutningen af ​​mtDNA kopi nummer med risiko for PCa kan afspejle en rolle i sygdomsudviklingen, vi undersøgt mulig korrelation af mtDNA antal kopier med klinisk-patologiske karakteristika i PCA patienter. Vi observerede, at patienter med højere mtDNA kopi nummer var mere tilbøjelige til at have tumorer i højere AJCC etaper (

P

= 0,002), og at have højere Gleason score (

P

= 0,012; tabel 4) . Men mtDNA kopi nummer viser ikke en forening med PSA-niveau (

P

= 0,544). Disse resultater blev bekræftet af Spearman rank korrelation analyse, som viste, at mtDNA kopi nummer korreleret positivt med AJCC fase (

r

= 0,260,

P

0,001) og Gleason score (

r

= 0,216,

P

= 0,003), men det gjorde ikke korrelerer med PSA-niveau (

r

= 0,012,

P

= 0,872).

som en yderligere kontrol for at verificere, at mtDNA kopi nummer varieret med visse klinisk-patologiske karakteristika patienter med PCa, vi udførte ubetinget logistisk regression efter justering for potentielle konfoundere, herunder alder, PSA-niveau, AJCC scene, og Gleason score (tabel 5). Patienter i AJCC fase III var mere tilbøjelige til at have højere mtDNA kopi nummer end i fase II (OR = 2,93, 95% CI: 1,01-8,50), som var patienter i AJCC stadie IV (OR = 3,38, 95% CI: 1,33 -8,57,

P

trend = 0,009). Patienter med en Gleason score på 7 tendens til at have højere mtDNA kopi nummer end dem med lavere score, men denne forskel var ikke signifikant (OR = 1,80, 95% CI: 0,83-3,92). Et lignende resultat blev opnået for patienter med Gleason score på 8-10 (OR = 1,61, 95% CI: 0,73-3,53,

P

trend = 0,063). Patienter med PSA-niveauer på 10-20 ng /ml viste lignende mtDNA kopi nummer patienter med PSA 10 ng /ml (OR = 0,66, 95% CI: 0.17-2.58), som gjorde patienter med PSA ≥20 ng /ml ( OR = 0,55, 95% CI:. 0,20-1,53)

diskussion

resultaterne af denne case-kontrol undersøgelse, så vidt vi ved, er det første molekylære epidemiologiske undersøgelse af leukocyt mtDNA kopital og PCa risiko. Vores undersøgelse tyder på, at høj mtDNA kopital er forbundet med øget risiko for PSA. Derudover mtDNA kopiantal var positivt korreleret med AJCC tumor fase og muligvis med Gleason score, hvilket antyder en rolle tumorbyrde i bestemmelse af blod mtdna kopiantal.

Den biologiske mekanisme for mtDNA kopiantal i PBL’er og cancer risiko er ikke helt forstået. Blood celler fungerer som transportør celler og som mediatorer af immunreaktionen. Således blod kontakter og interagerer med alle humane væv og kan formidle en række bioaktive molekyler, herunder oxygen, næringsstoffer og metabolitter, antistoffer, cytokiner og hormoner [25]. Derfor blodlegemer profilering repræsenterer et effektivt middel til at udforske sygdom patogenese og fysiologiske homeostase og mere generelt, kompleksiteten af ​​systembiologi [26]. I de sidste mange år har flere studier med retrospektive og prospektive undersøgelse designs vist en stærk sammenhæng mellem konstitutive mtDNA kopi nummer i PBL’er og risikoen for forskellige kræftformer. Mere specifikt blev forøget kopital observeret i bryst-, pankreas-, colorectum, og lungekræft, og ikke-Hodgkin lymfom [8] – [13]. Imidlertid har andre undersøgelser vist et fald i mtDNA kopital i bryst, lever, mave, esophageal, og renale cancere, såvel som bløddelssarkom [14] – [20]. En U-formet sammenhæng mellem mtDNA kopi nummer i PBL’er og tyktarmskræft risiko blev rapporteret i et prospektivt studie, med de laveste og højeste kvartiler både giver en signifikant øget risiko for kræft i forhold til den anden kvartil [27]. For nylig, en prospektiv undersøgelse af nyrekræft afslørede, at høje mtDNA kopi nummer i PBL’er var forbundet med øget fremtidig risiko for renalcellecarcinom [21], som var omvendt til tidligere to retrospektive undersøgelser [18], [19]. Disse resultater kan betyde, at mtDNA kopital korrelerer med cancer risiko på forskellige måder for forskellige typer af cancer. Desværre er disse resultater kan også afspejle forskelle i studie design, eksperimentelle betingelser og patientgrupper. Yderligere undersøgelser skal forsøge at afklare disse resultater; i mellemtiden, den sikreste konklusion er, at skal bestemmes den præcise sammenhæng mellem mtDNA kopi nummer og risiko for kræft for hver kræft individuelt.

Alder er den vigtigste risikofaktor for PCa, og derfor har vi kontrolleret for det i alle vores regressionsanalyser. Det menes, at med alderen, en ophobning af somatiske mutationer i mtDNA forårsager mangler i oxidativ phosphorylering og elektrontransportkæden, som igen, forårsager både forøget produktion af ROS og deres efterfølgende lækage i cytoplasmaet [28]. Under ældningsprocessen, er forhøjet oxidativt stress i forbindelse med den øgede forekomst af mitokondrier samt kopiantal og integritet mtDNA i humane celler [3], [29]. Den oxidative stress og mtDNA mutationer, der ophobes under ældning menes at føre til højere mtDNA kopi nummer som en kompenserende mekanisme [3], [30]. Denne proces kan kun forklare en del af foreningen, som vi observeret mellem mtDNA kopi nummer og risiko for PCa, da vi fandt højere mtDNA kopi nummer at være en væsentlig risikofaktor for PCa uafhængigt af alder. Således kan foreningen observeret i vores undersøgelse også afspejle alder-uafhængig oxidativ stress. Faktisk har undersøgelser i mennesker vist en positiv sammenhæng mellem mtDNA kopital og flere markører for oxidativt stress, herunder thiobarbitursyre-reaktive stoffer og 8-hydroxyguanosine [31]. Øget mtDNA kopiantal har også været forbundet med lavere niveauer af antioxidanter i blodet [9], [31]. Disse resultater understreger behovet for at udforske andre end aldrende stigning oxidativ stress og dermed risiko for PCa hvordan faktorer.

Vores resultater, baseret på mtDNA kopi numre i blodceller, også understøtter en tidligere væv-baserede undersøgelse, der viste gennemsnitlige mtDNA indhold blev forøget i PCa væv sammenlignet med normale prostatavæv [32]. To yderligere studier rapporterede også, at forhøjede mtDNA-niveauer i serum eller plasma var til stede i PCa i sammenligning med kontrolindivider [33], [34]. Endvidere, når man sammenligner mtDNA kopiere tal ved klinisk-patologiske karakteristika, observerede vi, at højere mtDNA kopiere numre i PCA patienter korrelerer med både højere AJCC tumor stadie og Gleason score, som er de vigtigste indikationer, der afspejler tumor byrde, hvilket tyder på en mulig forbindelse. Dette kan hjælpe med at forklare, hvorfor en forøgelse af cirkulerende mtDNA viste sig at korrelere med dårlig prognose i PCA patienter efter radikal prostectomy [33]. Ligeledes som beskrevet af Xia et al. [14], at indholdet af mtDNA i fuldblod i trin I brystcancerpatienter var signifikant lavere end i højere stadier. Selvom vi ikke kunne udelukke muligheden for direkte inddragelse af forhøjet mtDNA kopi nummer i malignitet transformation, er disse linjer af beviser foreslået, at mtDNA kan tjene som en potentiel surrogat biomarkør for tumor byrde ved at reflektere en underliggende onkogen proces, såsom mtDNA mutationer og oxidativt stress [9].

Det er værd at bemærke, at i PCA cellelinier, reduktion af mtDNA indhold fører til PCa progression, som sandsynligvis gennem skift fra androgenafhængige PCA celler til et androgen uafhængig fænotype [35], epitel-til-mesenkymale overgang ændringer [36], hypermethylering af CpG øer i de formodede tumorsuppressorgener [37], og unormal aktivering af Akt2 [38], Ras [39], ERK og JNK [36]. Faktisk blev fundet lavere mtDNA niveauer i prostatavæv at være forbundet med en mere aggressiv PCa [39]. I andre typer af kræft, såsom hepatocellulært [40], gastrisk [41], æggestokkene [42] og brystkræft [36], [43], nedbrydningen af ​​mitokondrie-genomet indhold blev også betragtet som et fælles kendetegn i cancer progression. Men i vores undersøgelse af PCA patienter, fandt vi en positiv sammenhæng mellem leukocyt mtDNA kopi nummer og to indeks for ondartet progression (AJCC scenen og Gleason score). Disse resultater kan være forårsaget af forskellige biologiske opførsel af kræftceller og PBL’er. I cancerceller, lave mtDNA kopiantal kan hæmme den respiratoriske kæde funktion, hvilket resulterer i en stærkere tolerance over for hypoxi og mindske afhængigheden af ​​mitokondriel oxidativ fosforylering, hvilket giver tumorceller fordele ved vækst [39], [44], [45]. I serum eller i PBL’er, synes imidlertid øget mtDNA kopiantal at angive forøgede niveauer af oxidativ beskadigelse, der er blevet forbundet med risiko cancer [9], og kan afspejle tumorbelastning der er relateret til malignitet grad [14], [33], snarere end den direkte årsag til tumorigenese.

Da gentagne målinger af mtDNA kopi nummer i behandlingsperioden i dette studie eller tidligere undersøgelser er ikke udført, ændring af mtDNA kopi nummer i PBL’er efter behandlingen og under sygdomsprogression forblive uklar. Derfor kan fremtidige forsøg med gentagne målinger bidrage til at afklare den tidsmæssige sammenhæng mellem mtDNA kopi nummer og PCa udvikling.

Vores undersøgelse har flere begrænsninger, som bør tages i betragtning ved anvendelse af resultaterne. Som med enhver retrospektiv case-kontrol biomarkør undersøgelse, er vores undersøgelse ikke tillade os at afgøre, om de højere mtDNA kopiere numre findes i PCA patienter er årsagen eller resultatet af kræft debut og progression. Desuden relativt lille stikprøve i denne undersøgelse begrænset vores statistiske kapacitet til at opdage interaktioner mellem mtDNA kopi nummer og andre væsentlige risikofaktorer, såsom PSA niveauer. Mangel på statistisk styrke kan også have ført til vores usikre resultater om sammenhængen mellem mtDNA kopi nummer og Gleason score. Yderligere prospektive undersøgelser ville tillade bekræftelse af disse første resultater med brug af en større stikprøve. Også blev vores undersøgelse begrænset til han-kinesere; den generaliserbarhed til andre etniske grupper behov yderligere vurdering. Endelig, selv om vi indsamlet blodprøver fra nydiagnosticerede PCA tilfælde forud for starten af ​​en behandling, som yderligere skal reducere eventuelle virkninger af behandlingen på mtDNA kopi antal, af særlig betydning, er, om behandling af PCa under progression til androgen modstand fase fører til en ændring af mtDNA kopiantal.

som konklusion vores data er de første til at vise, at en stigning i mtDNA kopiantal i PBL’er er forbundet med en høj PCa risiko og ligeledes, stor tumorbyrde i PCA patienter. Kvantificering af mtDNA kopi nummer i PBL’er kunne være nyttigt at diagnosticering af PCa og vurdering af tumor byrde, og deres potentielle værdi bør evalueres yderligere i større, prospektive, multicenter studier.