PLoS ONE: Single-polymorfier associeret med kolorektal cancer modtagelighed og Tab af heterozygositet i en taiwansk Population

Abstrakt

I betragtning af den betydelige racemæssig og etnisk mangfoldighed i den genetiske variation, vi er fascineret at finde ud af, om den enkelte nukleotid polymorfier (SNP) identificeret i genom-dækkende forening undersøgelser af kolorektal cancer (CRC) følsomhed i østasiatiske befolkninger er også relevante for befolkningen i Taiwan. Desuden kan tab af heterozygositet (LOH) give indsigt i, hvordan varianter ændrer CRC risiko og hvordan regulatoriske elementer styrer genekspression. At undersøge race og etnisk mangfoldighed i CRC-modtagelighed genetiske varianter og deres relevans for taiwanske befolkning, vi genotype 705 CRC tilfælde og 1.802 raske kontrolpersoner (Taiwan Biobank) for femten tidligere rapporteret Østasiatisk CRC-modtagelighed SNPs og fire nye genetiske varianter identificeret ved hel-exome sekventering. Vi fandt, at rs10795668 i

FLJ3802842

rs4631962 i

CCND2

var signifikant associeret med CRC risiko i den taiwanske befolkning. Den tidligere urapporteret rs1338565 var forbundet med en signifikant øget risiko for CRC. Derudover har vi også genotypet tumorvæv og parret tilstødende normale væv fra disse 705 CRC sager for at søge efter LOH, samt risiko–associerede og beskyttende alleler. LOH analyse viste fortrinsret tilbageholdelse af tre SNPs, rs12657484, rs3802842, og rs4444235, i tumorvæv. rs4444235 er for nylig blevet rapporteret at være en cis-virkende regulator af

BMP4

gen; i denne undersøgelse, blev C allel fortrinsvis tilbageholdt i tumorvæv (p = 0,0023). rs4631962 og rs10795668 bidrager til CRC risiko i de taiwanske og østasiatiske befolkninger, og de nyligt identificerede rs1338565 var specielt forbundet med CRC, understøtter den etniske mangfoldighed i CRC-modtagelighed SNPs. LOH analyse foreslog, at tre CRC risiko varianter, rs12657484, rs3802842, og rs4444235, udstillet somatiske allel-specifik ubalance og kan være kritisk under neoplastisk progression

Henvisning:. Yang CY, Lu RH, Lin CH, Jen CH Tung CY, Yang SH, et al. (2014) Single-polymorfier associeret med kolorektal cancer modtagelighed og Tab af heterozygositet i en taiwansk Befolkning. PLoS ONE 9 (6): e100060. doi: 10,1371 /journal.pone.0100060

Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA

Modtaget: December 30, 2013; Accepteret: 22 maj 2014; Udgivet: 26 jun 2014

Copyright: © 2014 Yang 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 forskningsbevillinger NSC101-2321-B-075-001, NSC 102-2325-B-010-013 og NSC102-2319-B-010-001, National Science Rådet og Sigt efter Top University Plan fra Undervisningsministeriet , Taiwan. 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) påvirker 1,23 millioner mennesker verden over og forårsager 0,6 millioner dødsfald om året; det bliver den hyppigst diagnosticerede cancer hos udviklede lande [1]. I løbet af de sidste to årtier, er forekomsten af ​​CRC steget dramatisk i de udviklede lande i Asien, herunder Japan, Hong Kong, Singapore, Korea og Taiwan, og er nu sammenlignes med vestlige lande [2], [3]. I Taiwan har CRC været den hyppigst diagnosticerede kræft siden 2007 [4], [5]. En række genetiske og miljømæssige faktorer er kendt for at forårsage CRC [6] – [9].

Der er en direkte sammenhæng mellem sporadiske tumor forekomst og modtagelighed varianter som bæres af en person. To procent af den europæiske befolkning bærer flere arvelige lavrisiko-alleler, der øger hastigheden af ​​CRC forekomst omkring fire gange [10], [11]. I de seneste to årtier har mange kandidat gen studier evalueret fælles genetiske risikofaktorer for CRC; dog kun få af disse er blevet kopieret i efterfølgende undersøgelser [12]. Nylige genom-dækkende forening undersøgelser (GWAS) identificeret 15 fælles genetisk modtagelighed loci for CRC [13] – [21]; kunne dog mindre end 15% af CRC heritabilitet forklares ved disse nyligt identificerede genetiske faktorer, herunder kendte høj penetrans variationer i CRC modtagelighed gener [13], [14].

Neoplastisk progression er ofte forbundet med akkumulering af somatiske-celle genetiske ændringer som tumoren skrider [13] – [20]. Tab af heterozygositet (LOH) kan være forårsaget af mutation af en allel og tab af en anden allel gennem mitotisk nondisjunction, kromosom nondisjunction eller fysisk sletning, efterfulgt af Fordoblelse af den resterende mitotiske, kromosom rekombination, og genomdannelse [21] – [23 ]. Identifikation af genom-dækkende LOH mønstre i tumorer kan afsløre den specifikke region, der forankrer tumorsuppressorgener og foreslå nye molekylære mekanismer for carcinogenese.

GWAS identificere SNPs at tag koblingsuligevægt (LD) blokke i genomet, således opfange en stor del af almindelige genetiske variationer. Femten SNPs forbundet med CRC i østasiatiske befolkninger (rs6687758, rs10936599, rs647161, rs10505477, rs6983267, rs7014346, rs10795668, rs1665650, rs3802842, rs107742124, rs4444235, rs4779584, rs9929218, rs4939827 og rs961253) blev evalueret i et taiwansk befolkning [24] . Styringen mindre allel frekvens rs10774214, rs647161, og rs16656650 i 653,291 SNPs på Taiwan-specifikke tilpassede SNP-array (Affymetrix Inc.) var ikke tilgængelige i Taiwan BioBank databasen; vi søgte i Taiwan Biobank og identificerede rs4631962, rs12657484, og rs1665645, som er i stærk LD (r

2≥0.8) med de oprindelige SNPs.

I denne undersøgelse tumoren og tilstødende ikke-tumor væv af 705 patienter med tarmkræft i Taiwan blev indsamlet og genotype i et forsøg på at kopiere GWAS resultater og vurdere muligheden af ​​allel-specifik ubalance i tumorvæv. Vi fandt en roman SNP (rs1338565) og to offentliggjorte SNP’er (rs10795668 og rs464631962) i forbindelse med CRC risiko og tre SNP’er (rs12657484, rs3802842, og rs4444235), der viser statistisk signifikans i allel specifik tilbageholdelse i tumorer.

Materialer og Metoder

undersøgelse befolkning og DNA forberedelse

undersøgelsen omfattede en population-baserede serier af 705 parrede CRC tumorer og tilstødende normale væv er indsamlet siden 2006 Taipei Veterans General Hospitaler. Alle vævsprøver af FFPE blev diagnosticeret af erfarne patologer. Tumorvævene består af 50% eller mere tumorceller til opsamling DNA. Germlinie DNA ekstraheret fra RNAlater-nedsænket tilstødende normale colon-væv og tilsvarende tumor-DNA var til rådighed. De 1802 kontrolpersoner var anonyme raske bloddonorer fra Taiwan Biobank (https://taiwanview.twbiobank.org.tw/taiwanview/search.do). Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra alle patienter, og undersøgelsen blev godkendt af Institutional Review Board of Taipei Veterans General Hospital, Taipei, Taiwan. Det genomiske DNA af parrede tumor og tilstødende normale væv blev ekstraheret ved anvendelse af QIAamp Mini Kit ifølge producentens protokoller (Qiagen).

Exome Bibliotek Forberedelse og sekventering

Exome sekvens capture blev udført ved at følge proceduren bestemt for den Agilent SureSelect Platform (SureSelect Menneskelig Alle Exon V4 kit). Den erobrede bibliotek blev udført med parret ende 90 basen læser på Illumina HiSeq 2000 platform. Den gennemsnitlige sekventering dybde er mere end 100 gange, og dækningen af ​​målområde er mindst 99%

Sequencing Dataanalyse:. Justering, Variant Opkald, og Annotation

Adapteren sekvens i de rå data blev fjernet, og lav kvalitet læser blev kasseret. Sekvens læser blev justeret til referencen genom (hg19) ved hjælp af BWA-programmet [25]. Tilpasningen oplysninger blev opbevaret i BAM-format og til videre forarbejdning, sammen med fastsættelse mate-pair oplysninger til at tilføje læse information gruppe og mærkning to eksemplarer læser forårsaget af polymerasekædereaktion. Varianten kald og annotation af de behandlede BAM filer blev udført ved hjælp af forskellige programmer. Single-polymorfier (SNP) blev opdaget af SOAPsnp [26] og små Indsættelse /sletninger (indels) er opdaget af SAMtools og enkelt nukleotid Varianter (SNVs) blev opdaget af Varscan [27] og somatiske indels blev opdaget af GATK [28].

SNP udvælgelse og genotyping

Nineteen CRC- modtagelighed SNPs blev genotype i alle prøver, og blandt dem blev 15 rapporteret at være direkte eller indirekte (LD γ2 0,8) i forbindelse med CRC modtagelighed i Østasiatisk [24]. Til afklaring befolkning lagdeling inden cases og kontroller, blev 44 ofte anvendte tilkoblede SNPs også genotype i alle tilfælde og kontroller [29]. SNP genotyping blev udført ved hjælp af Sequenom MassARRAY systemet. PCR og enkelt-base extension primere blev udformet ved hjælp af MassARRAY Assay Design 3.1 software (Sequenom, San Diego, CA). PCR-reaktioner i et endeligt volumen på 5 pi indeholdt 1 pmol af de tilsvarende primere, 5 ng genomisk DNA, og reaktionsblanding (Sequenom) i 384-brønds plader. PCR-betingelser var som følger: 94 ° C i 15 minutter, efterfulgt af 40 cykler ved 94 ° C (20 s), 56 ° C (30 s), 72 ° C (60 s), og en afsluttende forlængelse på 72 ° C i 3 minutter. I primerforlængelse procedure blev hver prøve denatureret ved 94 ° C, efterfulgt af 40 cykler ved 94 ° C (5 s), 52 ° C (5 s), 72 ° C (5 s). Massespektret fra tidsopløst spektre blev hentet ved anvendelse af en MassARRAY massespektrometer (Sequenom), og hvert spektrum blev derefter analyseret ved anvendelse af Sequenom Typer 4.0 software (Sequenom) at udføre SNP genotype kald.

Statistiske analyser

Pearsons X2 tests blev anvendt til at sammenligne forskellen af ​​SNP allel og genotypefrekvenser mellem tilfælde og godt match kontroller. Hardy-Weinberg ligevægt af hver SNP blev testet ved goodness-of-fit χ2 test for at sammenligne den forventede hyppighed af genotyper i kontroller. Virkningerne af polymorfier på risikoen for colorectal cancer blev udtrykt som odds ratio (OR) med 95% konfidensintervaller (95% CIS), vurderet ved hjælp ubetinget logistisk regressionsanalyse. For at identificere allelspecifik ubalance, blev genotypen hos alle SNP (kaldet baseret på Sequenom standard algoritme) sammenlignet i tumor og tilstødende ikke-tumorvæv, og kun patienter med germlinie SNP heterozygotiske opkald blev anvendt til følgende analyse. Fishers eksakte test blev anvendt til analyse af SNP LOH i cancervæv. Principal komponent analyse (PCA) blev anvendt til at klarlægge populationsstratificering hjælp 44 tilkoblede SNPs. Bonferroni og permutation metoder blev anvendt til at justere p-værdier i multiple sammenligninger. Alle ovenstående statistiske analyser blev udført ved hjælp af SAS /STAT version 8 software (SAS Institute, Cary, NC, USA).

Resultater

CRC-modtagelighed SNP forening analyse

to midler CRC kandidater SNP’er blev anvendt i denne undersøgelse. Den ene blev valgt fra tidligere østasiatiske CRC-modtagelighed forening artiklen [24], og en anden er identificeret på grundlag af de exomic-sekventering data i nogle tumorvæv i denne undersøgelse. Baseret på resultaterne af tidligere undersøgelse [24], 15 SNPs, herunder rs6687758, rs10936599, rs647161, rs10505477, rs6983267, rs7014346, rs10795668, rs1665650, rs3802842, rs107742124, rs4444235, rs4779584, rs9929218, rs4939827 og rs961253, var forbundet med CRC modtagelighed i østasiatisk befolkning. Selvom kun tre SNPs viste flere statistiske foreninger med CRC modtagelighed efter Bonferroni streng p-værdi justeres (rs6983267, rs10795668, rs4939827). På grund af den nuværende begrænsning af offentlige Taiwan Biobank blev tre af disse SNP’er (3/15) ikke medtaget i databasen. Vi valgte rs4631962, rs12657484, og rs1665645 at repræsentere rs10774214, rs647161 og rs16656650, henholdsvis på grund af den stærke LD (r

2≥0.8) mellem dem.

Vi oprindeligt søgte et sæt gener og mutationer i kolorektale polypper til at vurdere patienternes efterfølgende kræftfremkaldende risiko. Vi udførte exomic-sekventering eksperimenter på parrede væv fra syv CRC patienter (dvs. kræft væv, kræft-synkron polypper, og tilstødende normale væv) og seks tilfælde af tilfældige, ikke-cancer-relaterede polypper. Efter differentieret analyse, valgte vi 62 CRC carcinogenese-relateret gen variationer til stede i tumorer og cancer-synkron polyp, men fraværende i normale væv og tilfældige polypper skal verificeres i 47 par af CRC tumor og parrede normale tilstødende væv af Sequenom MassArray (data ikke vist ). Vi identificerede fire kandidatlande SNPs forbundet med CRC modtagelighed i en sammenligning med 1802 raske kontrolpersoner fra Taiwan Biobank.

Vi kombinerede 15 rapporteret og 4 nyligt identificerede SNPs at genotype disse SNPs i 705 uafhængige CRC par tumor og parret normale tilstødende væv. Selvom Taiwan Biobank er en database, der tilfældigt indskrevet prøver i befolkningen og tjener som gode og offentlige kontrol for andre projekter. På grund af befolkningens lagdeling i disse CRC patienter og kontroller, vi genotype 44 hyppigt anvendte tilkoblede SNPs (tabel S1 i File S1) og udførte PCA-analyse. Der var ingen befolkningen lagdeling inden for disse prøver (Figur S1 i File S1), og den anslåede inflation faktor (λ = 1,001) var meget lille, hvilket indikerer sager er genetisk matchet med kontrollen database offentligheden. Nitten SNP’er blev genotypebestemt ved anvendelse af MassARRAY system i ikke-tumorvæv af 705 CRC patienter og sammenlignet med data fra 1.802 kontroller. Som vist i figur 1, fandt vi en signifikant CRC risiko forening (ikke-justerede p-værdi 0,05) for rs10795668 (OR = 1,13, ukorrigerede p-værdi = 0,03) i FLJ3802842, rs4631962 (OR = 1,143, ukorrigeret p-værdi = 0,016) i CCND2 og de nyligt identificerede rs1338565 (OR = 1,16, ukorrigerede p-værdi = 0,005) i allel- og genotype-baserede analyser. Med det formål at replikere disse kendte CRC modtagelighed SNPs, Bonferroni p-værdiregulering var måske for streng, fordi stikprøvestørrelse på CRC patienter i denne undersøgelse var marginal, og disse SNPs blev korreleret med CRC. Vi brugte permutation metode (bootstrap n = 1000) til at justere p-værdier, og rs4631962 (justeret p-værdi = 0,043) og rs1338565 (justeret p-værdi = 0,015) viste marginal betydning af allel frekvens forskelle mellem 705 tilfælde og 1.802 kontroller (tabel 1). Et af formålet med denne undersøgelse var at evaluere og identificere SNPs der er stærkt modtagelige for CRC i Taiwan befolkning, så prøvestørrelsen med dette studie er stor nok ( 0,8) for at identificere SNP med stor effekt størrelse (allel frekvensforskellen 0,05 , type i fejl = 0,05) i case-kontrol-forening undersøgelse. kun 705 tilfælde og 1.802 kontroller kan dog være utilstrækkelig til at identificere CRC-modtagelighed SNPs med små effektstørrelser.

Femten rapporteret og fire nyligt identificerede CRC-modtagelighed SNPs blev genotype i 705 tilfælde og i forhold til 1802 raske kontrol i Taiwan View Biobank. Allel og genotypefrekvenser blev sammenlignet under anvendelse X2 tests. Rød stiplet linie angiver p = 0,05. Stjernen angiver signifikant p-værdi.

SNP genotype-baserede Allelic Ubalance Analyse

For at afsløre allel ubalance i forbindelse med neoplastisk progression, disse 19 SNP’er blev genotype i tumorvævene af samme 705 CRC patienter. En konserveret metode blev anvendt til at identificere allel-specifikke ubalance begivenheder i disse tumorprøver. Da tumorvæv er stærkt heterogen, en enkel og direkte måde at identificere allelisk uligevægt er at anvende veletableret genotypebestemmelse algoritme til at kalde pålidelige og højt konserverede SNP genotyper. Derfor vi anvendte standard algoritme til at kalde genotyper af 15 SNPs i både tumor- og ikke-tumorvæv (Detalje genotypebestemmelse data er vist i figur S2 i File S1). Kun personer, der bærer heterozygot genotype i ikke-tumorvæv forudsat oplysninger for de følgende analyser. Første anvendte vi genotyperne for hver SNP af hver parrede prøver til påvisning LOH begivenheder, og LOH procent af hver SNP lå på mellem 2 og 36% (tabel 2). Fordi vi brugte en bevaret algoritme (Sequenom Typer algoritme) til at kalde SNP genotypen af ​​tumor prøver, kan der være en bias i retning kopi nummer tab. Halvtreds tumorer ud af 276 (18%) i forbindelse med heterozygot normalt væv viste LOH i rs12657484 (tabel 2). LOH i rs3802842 og rs4444235 forekom i kun 7% og 10% af tumorer (figur 2). Endvidere har vi målt den større allel fastholdelse af hver SNP som vist i figur 3A. Blandt SNP’er, observerede vi nogle specifikke alleler af SNP’er blev ulige tilbageholdt i tumorvæv. Betydelig tilbageholdelse af specifik allel ubalance af rs4444235 blev fundet i tumoren (Bonferroni -adjusted p-værdi = 0,0437; ujusterede p-værdi = 0,0023), som vist i fig. 3B.

Femten rapporteret og fire nyligt identificerede CRC-modtagelighed SNPs blev genotype i tumor og tilstødende ikke-tumorvæv i 705 CRC tilfælde. Eneste tilfælde med heterozygote genotyper, som giver di-allelisk information, blev anvendt, og det samlede antal af informative tilfælde udføre homozygote opkald i tumorvæv blev målt som LOH procent.

(A) Den procentvise af tumorer med risiko allel fastholdelse. (B) Statistisk signifikans af risiko allel tilbageholdelser. Forskellen i retenion af specifikke alleler blev sammenlignet under anvendelse af Fishers eksakte test. Rød stiplet linje angiver p = 0,05. Stjernen angiver signifikant p-værdi.

Diskussion

Forekomsten af ​​CRC har været hastigt stigende i de seneste årtier i udviklingslandene i Asien. Europæiske GWAS af CRC modtagelighed er blevet gentaget i de østlige asiatiske populationer af Japan [30] – [32], Singapore [33], Hongkong [34], og Kina [35]. Den Bureau of Health Promotion rapporterede, at CRC var den mest almindelige malignitet i Taiwan, med en alder-standardiserede forekomst af 37,1 per 100.000 mennesker i 2007 [4], [36]; i sammenligning, samme år oplevede en hastighed på ca. 45 tilfælde per 100.000 mennesker i USA [37]

Mange SNPs er blevet identificeret som en høj risiko eller variationer lav risiko forbundet med CRC [38] -. [40 ]. Men variationer mellem etniske grupper og regioner, genetiske variationer (f.eks LD og allel frekvens) og miljømæssige faktorer (fx rygning, alkohol, og kostvaner) har gjort det vanskeligt at identificere fælles CRC modtagelighed loci [41], [42] .

i denne undersøgelse har vi bekræftet, at rs10795668 og rs4631962, tidligere identificeret som CRC modtagelighed loci i et østasiatisk GWAS, er også forbundet med CRC risiko i den taiwanske befolkning. En genom-wide screen Taiwan CRC og normale prøver produceret en kandidat CRC modtagelighed locus, rs1338565.

rs10795668 blev rapporteret at være forbundet med CRC risiko og tillagt bedre samlet overlevelse [34], [35], [43 ] – [45]. Imidlertid GWAS og flere replikations undersøgelser fandt ingen risiko sammenslutning af denne variant i CRC [46] – [52]. Desuden adskiller rs10795668 allelfrekvenserne mellem Europa, japansk, og African American befolkning [47]. rs10795668 kort til en 82-kb LD blok (8,73-8,81 Mb) inden 10p14 [53], men kun lidt om funktionen af ​​SNP og ingen kendte protein-kodende gener er til stede i det omgivende 400 kb region. Som de fleste risikofaktorer varianter identificeret af GWAS, rs10795668 bor også uden for et gen-kodende region; de nærmeste forudsagte gener er BC031880 og LOC389936 ligger 0,4 Mb og 0,7 Mb væk, hhv. rs10795668 kan øge ekspression af

ATP5C1

, som koder for gamma-underenheden af ​​den katalytiske kerne (F1) af mitokondrie ATP syntase [54]. Den mitokondrielle ATP syntase spiller en central rolle i cellulær respiration. The Warburg virkning, den metaboliske skift fra respiration (i mitochondrierne) til glycolyse (i cytosolen), almindeligvis opstår i tumorceller [55]. Øget ekspression af

ATP5C1

forbundet med A allel af rs10795668 ville være i overensstemmelse med at opretholde aktiviteterne i ATP-syntase og cellulære respiration og potentielt hæmme tumor progression i tyktarmskræft.

Den nye CRC modtagelighed locus rs10774214, distalt beliggende 150 kb opstrøms for

CCND2

, blev identificeret i østasiater af GWAS [24]. Det viste stærk LD (r

2 = 0,825) med rs4631962, for hvilke den største allel frekvens er kendt for raske individer i Taiwan Biobank [56]. rs4631962 er proksimalt beliggende kun 10 kb opstrøms for

CCND2

, som koder cyclin D2, et medlem af D-type cyclin familie.

CCND2

er en kritisk mediator af cellecyklus kontrol (fra G1 til S-fasen), og er overudtrykt i en betydelig andel af humane kolorektale tumorer [57] – [60]. Overekspression af

CCND2

er en uafhængig prædiktor for overlevelse i individer med CRC [59].

PARP11

,

C12orf5

,

FGF6

, og

RAD51AP1

er også tæt på SNP;

C12orf5

og

RAD51AP1

er overudtrykt i CRC væv [60]. rs461962 er i stærk LD med flere SNPs i potentielle transkriptionsfaktor-bindende steder i TRANSFAC databasen [60].

Den nyligt identificerede rs1338565 ligger i en intron af

ZNF239

gen på kromosom 10q11.22. To tilstødende SNP’er, rs2230660 og rs2230661, producere missense variationer i exon-regionen i

ZNF239

er i stærk LD med rs1338565. Det biologiske rationale for sammenhængen mellem

ZNF239

og CRC er ikke blevet undersøgt.

ZNF239

er en zink-finger protein, der genkender både DNA og RNA. Denne dobbelte affinitet antyder

ZNF239

er involveret i transskription og post-transkriptionel regulering. Som en DNA-bindende transskriptionsrepressor, det undertrykker

IRBP

(interphotoreceptor retinoid-binding protein) gen ved at konkurrere med

CRX

(kegle-stang homeobox protein) transkriptionel aktivator for DNA-binding [ ,,,0],61]. Tidligere undersøgelser har vist

ZNF239 Salg interaktioner med lamin A /C, og den nukleare matrix kan være vigtig for dets evne til at undertrykke transkription [62], [63]. Yderligere forskning kan være berettiget til at forstå de mekanismer, hvormed denne SNP er relateret til CRC risiko.

CRC modtagelighed-associerede genetiske variationer har vist sig at påvirke genekspression gennem fjerne regulatoriske elementer. Vores undersøgelse viste rs4939827 havde den højeste rate af LOH i CRC-patienter (36%). rs4939827 reducerer

SMAD7

udtryk, hvilket fører til afvigende TGFp signalering [64]; blev imidlertid ingen signifikant forskel i allelerne er omfattet af ubalance påvist i rs4939827 på 18q21 (p = 0,17) [64], [65]. I betragtning af, at subtile ændringer i fjerne regulatoriske elementer resulterer i lav penetrans af kræft modtagelighed og spille en rolle i tumor celle udvikling, ændringer i flere loci af

BMP4

ved 14q22 og

GREM1 dele på 15q13 påvirker TGFp signalering [43].

rs3802842 og rs4444235 er blevet forbundet med øget risiko for CRC i forskellige populationer, men denne forening blev ikke gentaget i vores undersøgelse. rs12657484 viste stærk LD (r

2 = 0,926) med rs647161, hvilket er en nyopdaget CRC modtagelighed locus i østasiater [24]. En nylig undersøgelse viste rs3802842 og rs4444235 har ingen allel ubalance i den finske befolkning [66]. Men vores undersøgelse viste, rs12657484, rs3802842, og rs4444235 udstille LOH i den taiwanesiske befolkning.

Rs1265484 ligger på kromosom 5q31.1, hvor en klynge af SNP’er er forbundet med CRC risiko [24]. Af generne i denne region (herunder

PITX1

,

CATSPER3

,

PCBD2

,

MIR4461

, og

H2AFY

),

PITX1

er tættere på rs12657484 (ca. 134 kb opstrøms) end rs647161 (ca. 157 kb opstrøms).

PITX1

gen (kodning parret-lignende homeodomæne 1) er blevet rapporteret som en tumor suppressor og kan være involveret i tumorigenese af flere menneskelige kræftformer [67] – [70], herunder CRC [67], [ ,,,0],71]. Flere undersøgelser har vist reduceret udtryk for

PITX1

menneskelig kræft væv og cellelinier;

PITX1

undertrykker tumorigenicitet ved nedregulering af RAS vej [67] – [71]. Lavere udtryk for

PITX1

blev observeret i KRAS vildtype CRC væv, ikke

KRAS

-mutant væv [71].

PITX1

kan også aktivere

TP53

[72] og regulere telomerase-aktivitet [73]. Low

PITX1

udtryk er blevet forbundet med dårlig overlevelse i CRC patienter [74].

Foreningen af ​​rs3802842 (11q23), placeret i intron af

C11orf93

, med CRC risiko blev først identificeret i en GWAS [38]. Der vides kun lidt om funktionen af ​​rs3802842, men det kan påvirke

C11orf93

udtryk ved at ændre transskriptionsfaktorbindende websted [75]. Det kan også ændre ekspressionen af ​​gener uden 11q23.1 gennem cis- eller trans-regulerende mekanismer [76]. Inden for 100 kb rs3802842 er en klynge af ORF (

POU2AF1

,

C11orf53

,

FLJ45803

, og

LOC120376

) og en SNP (rs12296076) identificeret som polymorfe bindingssteder for miRNA i høj koblingsuligevægt [38]. De gener, der koder POU transkriptionsfaktorer er tæt rs3802842 [38].

Tidligere offentliggjort GWAS fundet en signifikant sammenhæng mellem CRC modtagelighed og rs4444235 beliggende på kromosom 14q22.2 i knoglemorfogenetisk protein-4 (

BMP4

) gen [38], [42], [77]. rs4444235 er en cis-virkende regulator af

BMP4

udtryk. Da overekspressionen af ​​BMP-gener kunne undertrykke Wnt signalvejen ved at forhindre β-catenin-aktivering og stigende migration og invasion af mesenkymale fænotype i CRC [78] – [80], kontrollerende BMP-signalering er kritisk for opretholdelse af Wnt signalering forbundet med CRC udvikling [81].

I en nylig undersøgelse blev 16 SNPs tidligere forbundet med CRC risiko for allel-specifik ubalance undersøgt [82]. Kun rs6983267 variant viste statistisk signifikans af allel-specifik ubalance fra individ af europæisk afstamning. Men SNP blev ikke gentaget i vores undersøgelse, og det kan skyldes vores tumor antal LOH begrænsning. Den procent af større genotype Skift var høj (82%) for denne SNP, men måske fordi kun 11 samlede tumorer viste LOH.

Som konklusion er flere CRC-modtagelighed SNPs identificeret i østasiatiske studier også forbundet med øget CRC risiko i den taiwanske befolkning. Dog kunne de inkongruente resultater mellem denne undersøgelse og tidligere østasiatiske foreninger tilskrives de racemæssige og etniske forskelle i de respektive undersøgelsespopulationer fordi allelfrekvenserne af disse SNPs kan være anderledes. En anden mulig grund til, at disse SNPs ikke viste sig at være følsomhed varianter for CRC kan være, at prøvens størrelse ikke var stor nok til at give tilstrækkelig statistisk styrke i denne undersøgelse. På trods af den lille stikprøve af denne replikering undersøgelse blev de GWAS-identificerede nye SNP rs1338565 forbundet med en øget risiko for CRC i vores befolkning. Den østasiatiske CRC-modtagelighed SNPs rs10795668 og rs46310962 også bidrage til risikoen for CRC i Taiwan. Vi undersøgte 19 lav penetrans CRC loci og identificeret tre loci, rs12657484, rs3802842, og rs4444235, udstiller LOH i tumorvæv sammenlignet med matchede tilstødende heterozygot normale væv. Den LOH afslører, om en variant virker som en tumor suppressor eller et onkogen, og guider yderligere funktionelle undersøgelser.

Støtte Information

File S1.

Støtte oplysninger fil, der indeholder figurer S1 og S2; Tabel S1. Figur S1: Principal komponent analyse af sager og kontrol ved hjælp af tilkoblede SNPs. For at tydeliggøre muligheden for befolkningen lagdeling, blev 44 udbredte tilkoblede SNPs anvendt til genotype ikke-tumorvæv af 705 sager, og derefter kombineret med de tilsvarende SNP data fra 1.802 kontroller fra Taiwan Biobank database for principal komponent analyse. Resultatet viste, at der ingen indlysende populationsstratificering inden for alle prøver. Figur S2: Den sequenom klynge af tumor og ikke-tumor data. Nitten SNP’er, der blev indtastet i 705 uafhængige CRC par af tumor (T) og parrede normale tilstødende væv (N) ved hjælp Sequenom IPLEX genotypebestemmelse fremgangsmåde og standard ringer algoritme. Tabel S1:. Allelfrekvens sammenligninger af 705 tilfælde og 1.802 kontrol ved hjælp af 44 tilkoblede SNPs

doi: 10,1371 /journal.pone.0100060.s001

(DOCX)

Tak

Vi takker Dr. Li-Li Li for sproglig revision af manuskriptet.