PLoS ONE: SNP Regulering af microRNA ekspression og efterfølgende tyktarmskræft Risk

Abstrakt

Introduktion

MikroRNA’er (miRNA) regulere messenger RNA (mRNA), og som sådan har været impliceret i en række forskellige sygdomme, herunder cancer. MiRNA regulere mRNA gennem binding af miRNA 5’frø sekvens (~ 7-8 nukleotider) til mRNA 3 ‘UTR’er; polymorfier i disse regioner har potentiale til at ændre miRNA-mRNA target foreninger. SNPs i miRNA gener samt miRNA-target gener er blevet foreslået at påvirke kræftrisiko gennem ændrede miRNA ekspressionsniveauerne.

Metoder

miRNA-SNP’er og miRNA-target-gen-SNP’er blev identificeret gennem litteraturen. Vi brugte SNPs fra Genome Wide Association Study (GWAS) data, der blev matchet til personer med miRNA udtryk data genereret fra en Agilent platform for kolon tumor og ikke-tumor parrede væv. Disse prøver blev anvendt til at evaluere 327 miRNA-SNP-par for sammenhænge mellem SNPs og miRNA ekspressionsniveauerne samt for SNP foreninger med tyktarmskræft.

Resultater

Tyve-to miRNA udtrykt i ikke- tumorvæv var signifikant forskellige efter genotype og 21 SNPs blev associeret med ændret tumor /non-tumor forskellen miRNA ekspression tværs genotyper. To miRNA var forbundet med SNP genotype for både ikke-tumor og tumor /non-tumor differentiel ekspression. Af de 41 miRNA signifikant associeret med SNPs alle men syv blev signifikant udtrykkes forskelligt i colontumorvæv. To af de 41 SNPs signifikant forbundet med miRNA ekspressionsniveauerne var forbundet med risiko tyktarmskræft: rs8176318 (

BRCA1

), OR

AA 1,31 95% CI 1,01, 1,78, og rs8905 (

PRKAR1A

), OR

GG 2,31 95% CI 1,11, 4,77.

Konklusion

af de 327 SNPs identificeret i litteraturen som værende vigtige på grund af deres potentielle regulering af miRNA ekspressionsniveauerne , 12,5% havde statistisk signifikant foreninger med miRNA udtryk. Men kun to af disse SNPs var signifikant associeret med tyktarmskræft

Henvisning:. Mullany LE, Wolff RK, Herrick JS, Buas MF, Slattery ML (2015) SNP Regulering af microRNA ekspression og efterfølgende Colon Cancer Risk. PLoS ONE 10 (12): e0143894. doi: 10,1371 /journal.pone.0143894

Redaktør: Geraldo A. Passos, Universidade de Sao Paulo, Brasilien

Modtaget: September 16, 2015; Accepteret: November 10, 2015; Udgivet: December 2, 2015

Copyright: © 2015 Mullany 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: Baseret på underskrevet samtykke formularer for undersøgelsens deltagere, kan at data kun frigives til formål angivet i samtykkeerklæring. anmodning data skal rettes til Dr. Slattery, som vil gennemgå og udfylde efter behov. GWAS SNP data bliver uploadet til dbGaP af Fred Hutchinson Cancer Research Institute for både Utah og Minnesota fag (datalager nummer endnu ikke tilgængelig)

Finansiering:. Finansiering af denne undersøgelse blev modtaget af National Cancer Institute ( https://www.cancer.gov). Tallene tilskud er: CA163683 og CA48998. Finansieringen blev modtaget af MLS. 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

MikroRNA’er (miRNA) er små, ikke-kodende regulerende RNA-molekyler [1-5], der har evnen til at ændre genekspression og dermed biologisk vej funktion. MiRNA er blevet forbundet med adskillige sygdomme, herunder colorectal cancer risiko og overlevelse [6-8]. Betydningen af ​​miRNA i den kræftfremkaldende proces er under intense studier. Det er blevet foreslået, at SNP’er placeret i miRNA gen loci og vist at være associeret med kolorektal cancer kan operere gennem deres indflydelse på miRNA ekspressionsniveauer [9]. Andre har foreslået, at SNP’er inden miRNA målgener (dvs. mRNA’er), kan påvirke miRNA binding af disse gener gennem ændring af miRNA bindingssites inden mRNA’et, der forårsager ændret ekspression af mRNA [10]. er blevet foreslået Modne miRNA niveauer at være korreleret med tilstedeværelsen af ​​deres mål mRNA

in vitro

inden modelorganismer [11], og som sådan kan SNPs inden målgener ændre miRNA udtryk på grund af ændrede mRNA-niveauer. Således er det også blevet foreslået, at SNP’er inden miRNA målgener (mRNA’er), der er forbundet med risiko for sygdom kunne opererer gennem deres indflydelse på miRNA. Størstedelen af ​​miRNA regulering sker ved binding af miRNA frø region (~ 7-8 nucleotider ved 5′-UTR ende af miRNA) til 3’UTR af mRNA’et [12]; som sådan, kan SNPs i 3’UTR af miRNA-målgener skabe eller ødelægge miRNA bindingssteder [10], og er af særlig interesse for denne undersøgelse.

Vi er i en unik position til at vurdere, om SNPs i miRNA gen loci og SNPs i miRNA målgener påvirke miRNA udtryk i colon væv, og til gengæld undersøge, om de samme varianter indflydelse risiko for tyktarmskræft. For at teste hypotesen om, at SNP’er ændre miRNA ekspressionsniveauer, bruger vi ikke-tumorvæv og evaluere forskelle i ekspression tværs genotype. Men da en SNP kunne ændre miRNA ekspressionsniveauer ligeligt i både tumor- og ikke-tumorvæv, en sådan forbindelse ville ikke nødvendigvis bidrager til risikoen for kræft. At afgøre, om SNPs er forbundet med den kræftfremkaldende proces gennem miRNA regulering, vi også evaluere, om miRNA udtryk er forskellig på tværs genotyper mellem tumor og ikke-tumorvæv. Derudover vurderer vi, hvis miRNA, der er forbundet med SNP’er udtrykkes forskelligt i colontumorer. Endelig vurderer vi sammenhængen mellem SNPs forbundet med miRNA udtryk og risiko for tyktarmskræft.

Metoder

studiepopulation

Undersøgelsen bestod af individer tidligere indskrevet i en undersøgelse af kost, livsstil og Tyktarmskræft ved University of Utah og Kaiser Permanente Medical Research Program (KPMRP) [13], for hvem GWAS data samt miRNA fra både tumor og ikke-tumorvæv var til rådighed, og i Twin Cities storbyområde i Minnesota for GWAS kun data (tabel 1). Undersøgelse fag indgår indfaldende tilfælde af tyktarmskræft i alderen 30 og 79, der var ikke-spansktalende hvide, latinamerikanere, eller African American, og var i stand til at levere en underskrevet informeret samtykke forud for deltagelse i undersøgelsen. Undersøgelsen blev godkendt af University of Utah Institutional Review Board for personmotiver.

miRNA behandling

RNA (miRNA) blev ekstraheret fra formalin-fikserede paraffin indlejret væv. Vi vurderede dias og tumorblokke som blev fremstillet over varigheden af ​​forud for tidspunktet for miRNA isolation for at bestemme deres egnethed undersøgelsen. Undersøgelsen patolog revideret objektglas at afgrænse tumor og ikke-tumorvæv. Celler blev dissekeret fra 1-4 sekventielle sektioner på anilin blå farvede objektglas under anvendelse af en H RNA udbytter blev bestemt under anvendelse af et NanoDrop spektrofotometer. 100 ng total RNA blev mærket med Cy3 og hybridiseret til Agilent Menneskelig miRNA Microarray V19.0 og blev scannet på en Agilent SureScan microarray scanner model G2600D. Agilent Menneskelig microarray blev genereret ved hjælp af kendte miRNA sekvens indsamlede oplysninger i Sanger miRBase database v19.0. Mikroarrayet indeholder prober til 2006 unikke humane miRNA, med en til fire unikke prober for hver af de kendte miRNA. Den miRNA vifte indeholder 60.000 unikke menneskelige sekvenser og gennemsnit 30 gentagelser per sonde sekvens. Data blev udvundet fra det scannede billede ved hjælp Agilent Feature Extract software v.11.5.1.1. Data blev forpligtet til at videregive strenge QC parametre fastsat af Agilent der omfattede test for overdreven baggrund fluorescens, overdreven variation blandt probesekvens replikater på array, og foranstaltninger af den samlede gen signal på arrayet til at vurdere lavt signal. Hvis prøverne undladt at opfylde kvalitetsstandarder for nogen af ​​disse parametre, prøven blev re-mærket, hybridiseret til arrays, og scannet. Hvis en prøve mislykkedes QC vurdering en anden gang prøven blev anset for at være af dårlig kvalitet og den enkelte blev udelukket fra down-stream-analyse. For at minimere forskelle, der kunne tilskrives den vifte, mængden af ​​RNA, placering på array, eller andre faktorer, der fejlagtigt kan påvirke udtryk, er total gen signal normaliseret ved at gange hver prøve med en skaleringsfaktor stratificeret af tumor. Inden for hver tumor, omregningsfaktoren [14] (https://genespring-support.com/files/gs_12_6/GeneSpring-manual.pdf) er medianen af ​​75

th percentiler af alle prøver divideret med individuel 75

percentil af hver prøve.

Vi henviser til miRNA bruger standard nomenklatur, der anvendes i miRBase databasen [15]. I denne notation de tre første bogstaver betyder organismen, og disse er efterfulgt af et individuelt nummer. Nummeret efterfølges af en bindestreg og nummer (dvs. -1), hvis mere end én loci koder for miRNA. En lettered suffiks betegner nært beslægtede miRNA. Hvis to miRNA er kodet af det samme forstadium produkt derefter mindre produkt er tildelt endelsen (*). Hvis fremherskende /mindre produkt status ikke er kendt derefter endelsen -5p og -3p anvendes til at betegne 5 ‘og 3’ arm henholdsvis. Et eksempel kunne være, lad-7 kan rapporteres i den tidligere litteratur, men da så lad-7 er blevet yderligere afgrænset til adskillige nært beslægtede modne sekvenser og genomisk loci, herunder lad-7a-3p, lad-7a-5 p, og lad-7b-3p.

Vi har tidligere testet pålideligheden af ​​Agilent Microarray over tid, gentage otte tumor og fem matchede normale prøver (for i alt 13 prøver), der var scannes i løbet af undersøgelsen og fundet repeterbarhed korrelationskoefficient på 0,98 [16]; tidligere sammenligning af Agilent miRNA udtryk for udvalgte miRNA til at genereres af qPCR viste 100% enighed i både retning af forandring og fold forandring [17].

GWAS

Blod blev trukket for deltagerne der forudsat informeret samtykke; disse deltagere omfattede dem fra den førnævnte undersøgelse på University of Utah, KPMRP, og i Twin Cities hovedstadsområdet i Minnesota [13]. GWAS data blev opnået under anvendelse Illumina HumanHap 550K, 610K som en del af Gecco undersøgelse og er blevet beskrevet tidligere [18]. Imputering til HapMap2 Frigivelse 24 blev udført ved hjælp af MACH, som blev tilregnet HapMap Slip 22 hjælp BEAGLE. GWAS prøver fra Utah og Minnesota bliver uploadet i NCBI s dbGaP (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gap) af Fred Hutchinson s Cancer Research Center.

Valg af miRNA-relaterede SNPs

En søgning litteratur blev udført for at identificere alle miRNA-relaterede SNPs vist sig at være forbundet med følsomhed over for enhver form for kræft og mere specifikt kolorektal cancer [9,19-51]. Vi ekskluderede SNPs fra overvejelser, der mislykkedes Illumina foranstaltninger kvalitet eller kvalitetskontrol procedurer standard [52]. Konkret blev SNPs udelukket, hvis et af følgende kriterier blev opfyldt: i) Illumina GenTrain score 0,6 eller klynge separation 0,4; ii) uharmonisk genotype opkald i hvilket som helst par af dobbelte undersøgelse prøver; iii) Mendelsk fejl i den ene af de HapMap QC trioer eller et lille antal familier identificeret i BEACON data iv) betydelig afvigelse fra Hardy-Weinberg ligevægt (P 10

4)

Statistisk analyse

datastrøm undersøgelsen er vist i figur 1 og illustrerer sekvensen, der fører til det endelige. analyse af miRNA og dertil hørende SNP. Vores stikprøve bestod af 344 patienter, som havde både miRNA-data og GWAS data og 1.115 sager og 1.173 kontroller med SNP data til vurdering af kolon risiko. Vi startede med en samlet 559 miRNA-SNP par. Disse par blev udvidet til at omfatte specifikke miRNA terminologi (dvs. 3p, 5p, osv) for at give 835 miRNA-SNP par til evaluering. Fra dette nummer, vi udelukkede miRNA, der ikke blev udtrykt i mindst et kolon prøve forlader 622 par. Vi yderligere udelukket enhver SNPs, som vi ikke havde GWAS information, efterlader 552 par. Vi ekskluderede også SNPs, der ikke har variation (dvs. få med mindre allel i vores stikprøve), hvilket efterlader 548 par. Vores endelige analyse omfattede 327 par efter vi yderligere udelukket nogen miRNA, og deres tilhørende SNP, der ikke har udtryk i ikke-tumor kolon væv i mindst 5% af befolkningen.

Vi udnyttet forskellige bioinformatiske værktøjer. DbSNP (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/) blev anvendt til at identificere SNP koordinater: alle SNP kromosomale koordinater er fra samlingen GRCh37 (GRCh37.p13). Ensembl s Variant Effect Predictor (VEP) værktøj blev brugt gennem Ensembl GRCh37 stedet (https://grch37.ensembl.org/info/docs/tools/vep/index.html) for at give variant placering og effekt. VEP blev udnyttet ved hjælp af alle standardindstillinger. Alle SNP’er blev fundet i VEP. MiRNASNP v2.0, baseret på miRBase bygge 19 og dbSNP-version 137 (https://bioinfo.life.hust.edu.cn/miRNASNP2/index.php) [53] blev anvendt til at identificere forudsagt tabt og vundet regulerer miRNA som resultat af 3’UTR ændringer i mRNA-gener på grund af SNPs associeret med risiko tyktarmskræft. Disse miRNA blev derefter også vurderet med deres tilknyttede SNPs for væsentlige ændringer i miRNA udtryk.

Vi evaluerede miRNA udtryk i både ikke-tumor colon væv og udtryk forskelle mellem tumor og ikke-tumor væv for at opnå en bedre forståelse af hvordan SNPs vedrører miRNA ekspression. Ser man på ikke-tumorvæv tilladt os at bedømme virkningen af ​​SNP på miRNA ekspression. En SNP forbundet med miRNA ekspression tværs genotyper i ikke-tumorvæv kunne påvirke baseline ekspressionsniveauet af miRNA men ikke påvirke kræftrisikoen hvis det lige ændret miRNA ekspression i tumorer. Således blev ændringerne i ekspression mellem tumor og ikke-tumorvæv evalueret på grund af deres potentielle betydning for den kræftfremkaldende proces.

Statistisk analyse blev udført i tre faser. Først evalueres vi miRNA udtryk for lineær trend tværs genotyper justering for alder, studiecenter og køn ved hjælp af en lineær regressionsmodel. P-værdier blev genereret fra bootstrap metode [54] ved at oprette en fordeling på 10.000 β koefficienter af genotyperne og evaluering H

0: β = 0 vs. H

1: p ≠ 0 hjælp R 3.1.2 (cran.r-project.org). Alle statistiske analyser blev udført ved hjælp af miRNA udtryk data, der var både normaliseret og log2 forvandlet. De gennemsnitlige udtryk rapporteret i tabel 2, 3 og 4, er normaliseret, men ikke log2 transformeret for at præsentere data på en mere intuitiv måde. Al efterfølgende analyse blev udført i SAS 9.4 4 (SAS Institute, Cary, NC). Vi rapporterer rå p-værdier, da hver parret analyse specifikt blev hypotese, samt en justeret p-værdi, under hensyntagen til alle 327 sammenligninger foretaget med falske opdagelse sats (FDR) [55]. For det andet, vi evaluerede miRNA og SNPs fra tidligere identificerede par til at bestemme deres tilknytning til tyktarmskræft. I denne analyse afprøvede vi differentiel miRNA ekspression mellem tumor og ikke-tumor colonvæv at bestemme, om miRNA ekspression differentielt blev udtrykt i colontumorer. Vi brugte en parret t-test for denne analyse og beregnede P-værdier ved hjælp af 10.000 bootstrap prøver. Endelig har vi vurderet tyktarmskræft risiko forbundet med SNPs, der væsentligt påvirket miRNA udtryk ved hjælp af logistisk regressionsanalyse. Vi rapporterer odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CI), som er blevet justeret alder, køn, og studiecenter. Vejviser

Resultater

Før til justering for multiple sammenligninger blev seks SNPs inden miRNA gener og 16 SNPs inden miRNA-målgener forbundet med differentielt udtrykte miRNA i ikke-tumor colon væv ved genotype (tabel 2). Tolv af de 16 miRNA-målgen SNPs var inden 3’UTR. Efter justering for multiple sammenligninger, ingen af ​​de identificerede foreninger forblev statistisk signifikant.

Seks SNPs inden miRNA gener og 15 SNPs inden miRNA-mål gener blev identificeret som værende forbundet med differentiale miRNA niveauer mellem tumor og ikke-tumorvæv (tabel 3); 12 af de 15 SNPs inden miRNA-målgener opstod i 3’UTR. Som det blev set med de ikke-tumor foreninger, disse miRNA-SNP foreninger var ikke signifikant efter justering for flere sammenligninger.

Yderligere evaluering af miRNA, der var væsentligt påvirket af SNPs før justering for multipel sammenligning i enten ikke- tumorvæv eller ved sammenligning forskelle mellem tumor /non-tumor (se tabel 1 og 2) viste, at alle undtagen syv miRNA væsentligt blev differentielt udtrykt mellem colon tumor og ikke-tumorvæv (tabel 4). Af disse miRNA forbundet med SNP’er i ikke-tumorvæv (tabel 2) blev ni miRNA statistisk signifikant nedreguleret i tumorvæv og seks blev opreguleret. Evaluering af miRNA forbundet med SNPs i tabel 3 (differentielt udtrykt tværs genotype mellem tumor /non-tumor vævstyper) viste, at seks statistisk signifikant opreguleret og seks blev nedreguleret i tumorvæv i forhold til ikke-tumorvæv. To af de tre miRNA, som sås i begge tabel 1 og 2, HSA-MIR-146a-5p og HSA-MIR-25-3p, var begge statistisk signifikant opreguleret i tumorvæv i forhold til ikke-tumorvæv (tabel 4).

Evaluering af associationer mellem tyktarmskræft og SNPs, der var signifikant forbundet med miRNA ekspressionsniveauerne viste to SNPs, der var også signifikant forbundet med øget risiko for tyktarmskræft (tabel 5). Inden 3’UTR af

BRCA1

den homozygote variant genotype rs8176318 var forbundet med øget risiko for tyktarmskræft (OR

AA 1,34 95% CI 1,01, 1,78. Den tilhørende miRNA, HSA-miR- 525-5p, var ikke til udtryk i en stor del af befolkningen med homozygot-sjældne genotype, og derfor kunne forskelle i udtryk på tværs af genotyper være henføres til reduktion i procent udtrykker en anden SNP, rs8905, inden 3’UTR. af

PRKAR1A

var forbundet med over en dobbelt øget risiko for tyktarmskræft (OR

GG 2,31 95% CI 1,11, 4,77). en tredje SNP, rs276466, var forbundet med øget risiko for tyktarmskræft med heterozygot genotype (OR

AG 1,21 95% CI 1,02, 1,44) kun og ikke den homozygot sjældne genotype og derfor kan være en falsk forening.

diskussion

det har været foreslog, at SNP’er forbundet med risiko for tyktarmskræft kan fungere gennem deres indvirkning på miRNA regulering [9]. i denne undersøgelse undersøgte vi SNPs inden miRNA gen og miRNA-target genregioner tidligere er rapporteret i litteraturen som er forbundet med kræft, for at vurdere hvis disse SNPs indflydelse miRNA udtryk og ændre tyktarmskræft risiko. Af de 327 SNP /miRNA par evalueret blev 22 SNP’er associeret med signifikant (P 0,05) forskelle i miRNA ekspression i ikke-tumorvæv efter genotype og 21 SNP’er blev forbundet med signifikant differentiel miRNA ekspression mellem tumor og ikke-tumorvæv ved genotype. Evaluering af disse SNPs med tyktarmskræft viste kun to SNPs var signifikant forbundet med risiko tyktarmskræft. Dette antyder, at størstedelen af ​​hypoteserne foreninger ikke understøttes, når de evalueres direkte med miRNA data

To SNP’er i miRNA-målgener blev identificeret som forbundet med en øget risiko for tyktarmskræft.; disse SNPs blev også forbundet med statistisk signifikant gennemsnitlig forskellen miRNA udtryk tværs genotyper. Af disse rs8176318, ligger i 3’UTR af

BRCA1

og forudsagt at være et bindingssted for HSA-MIR-525-5p når G-allelen (eller C i vore data) er til stede [21] , var forbundet med en lineært fald i HSA-mIR-525-5p ekspression i ikke-tumorvæv ved sammenligning homozygot almindelig (CC) til homozygot sjældne genotyper (AA). MiRNA HSA-MIR-525-5p også blev nedreguleret i tumor sammenlignet med ikke-tumorvæv (p = 0,0044) og rs8176318 var signifikant associeret med en forøget risiko for tyktarmskræft (OR

AA 1,34 95% CI 1,01, 1,78). Denne variant er blevet rapporteret som værende forbundet med nedsat

BRCA1

udtryk, øget risikoen for brystkræft, og større sandsynlighed for at have stadie IV brystkræft [56]. Ekspressionsniveauer fra denne miRNA er noget lavt, og kan derfor mindre præcis imidlertid tillige disse fund kan støtte kravet, at SNP rs8176318 medvirker i forekomsten og progression nogle bryst- og tyktarms kræftsygdomme through ændret miRNA forskrift som disse væv.

Vi identificerede også en anden SNP, rs8905, i 3’UTR af

PRKAR1A

, der var signifikant associeret med reduceret ekspression i tumorer i forhold til ikke-tumorvæv af miRNA at mål

PRKAR1A

, HSA-mIR-214-3p, i emner af den homozygot almindelige (TT) genotype sammenlignet med heterozygot og homozygot sjældne (TG, GG henholdsvis) genotyper. Derudover har en meget højere procentdel af manglende tumorvæv ikke udtrykke HSA-miR-214-3p i heterozygote genotype i forhold til TT (fælles) genotype, og blev observeret endnu mindre udtryk for homozygot sjældne genotype. HSA-miR-214-3p blev statistisk signifikant opreguleret i tumor versus ikke-tumorvæv, og SNP rs8905 blev set at øge risikoen for tyktarmskræft (OR

GG 2,31 95% CI 1,11, 4,77). I dette tilfælde er det sandsynligt, at ændringen af ​​miRNA udtryk er forårsaget af SNP og dette bidrager direkte til kolon tumor risiko.

Vores data gjorde støtte nogle af litteraturen i form af SNP og miRNA foreninger. I en nylig undersøgelse, to SNP’er i promotorregionen af ​​HSA-miR-143/145, rs353292 og rs353293, var signifikant associeret med en øget risiko for colorectal cancer (CRC) i en overvejende kinesiske befolkning [9]. Da disse SNP’er er i promotorregionen af ​​miRNA, Li et al. foreslået, at den mekanisme, hvormed disse SNPs øget CRC risiko var gennem ekspressionen af ​​HSA-miR143 /145 [9]. I vores undersøgelse blev både rs353292 og rs353293 forbundet med differentiel ekspression af HSA-MIR-145-3p og HSA-MIR-143-5p mellem genotyper mellem tumor og ikke-tumor-væv (tabel 3). I begge tilfælde miRNA udtryk var større blandt personer med to kopier af den fælles allel (dvs. homozygot fælles genotype) i ikke-tumorvæv. At have en kopi af varianten allel resulterede i et fald i miRNA ekspression i tumorvæv sammenlignet med ikke-tumorvæv. Af disse to blev HSA-MIR-145-3p betydeligt differentielt udtrykt mellem tumor og ikke-tumorvæv, men ingen af ​​disse SNP’er var signifikant associeret med tyktarmskræft.

Dikaiakos et al. [44] rapporterede højere forekomst af CRC blandt personer med CC genotype og med C allel af rs2910164, som er i forstadiet miRNA-regionen i HSA-miR-146a, og foreslog, at denne øgede risiko tilskrives ændringer i miRNA udtryk og ændringer i sin struktur [44]. Vi observerede, MIR-146a differentielt udtrykkes tværs genotyper af rs2910164 for ikke-tumorvæv samt mellem tumor og ikke-tumor-væv. Derudover ekspression af HSA-MIR-146a-5p blev statistisk signifikant opreguleret i tumorvæv sammenlignet med ikke-tumorvæv, hvilket antyder, at denne SNP kan påvirke miRNA ekspression. Men i modsætning til Dikaiakos, vi ikke konstatere, at denne SNP var forbundet med tyktarmskræft.

I en gennemgang af Ryan et al. [20],

AFF1

rs17703261 og

KIAA0423

(eller

FAM179B

) rs1053667, var signifikant forbundet med ikke-specificeret kræftrisiko. I dette arbejde,

AFF1

rs17703261 blev omvendt forbundet med risiko cancer (OR for A /T var 0,34 95% CI 0,20, 0,58) og

KIAA0423

rs1053667 var direkte forbundet med kræftrisiko ( OR for C /T var 3,29 95% CI 1,72, 6,32) [20]. De miRNA, der er målrettet

AFF1

er HSA-Mirs-19a, -19b, -585, og -648. I vores undersøgelse identificerede vi et signifikant fald i ekspression af HSA-MIR-648 i homozygot sjælden (TT) genotype i ikke-tumorvæv. Derudover fandt vi, at ekspression af denne miRNA signifikant nedreguleret i tumorvæv sammenlignet med ikke-tumorvæv. Men vi ikke observere en sammenhæng mellem

AFF1

rs17703261 med risiko for at udvikle tyktarmskræft. De miRNA, der blev identificeret som værende rettet

KIAA0423

i Ryan et al. var HSA-Mirs-19a og -19b. Vi identificerede signifikant lavere ekspression af HSA-MIR-19b-3p i den heterozygote genotype sammenlignet med homozygot fælles genotype i ikke-tumor colonvæv. Vi fandt også udtryk for denne miRNA at være opreguleret i tumor versus ikke-tumorvæv. Imidlertid blev rs1053667 ikke forbundet med risiko for tyktarmskræft.

Wu et al. [43] undersøgte adskillige SNPs inden 3′- UTR’er af gener i B7 /CD28 signalvej, der er involveret i T-celle-stimulation, herunder rs7628626 (

CD80

), rs1305 (

VTCN1

), og rs44044254 og rs1559931 (

ICOS

). I deres undersøgelse, fandt de en øget risiko for CRC med homozygot sjældne genotype rs1305 og en nedsat risiko for CRC med co-dominant og dominerende model for rs4404254 og rs1559931. Vi så lidt reduceret, ikke-signifikant risiko for alle disse SNP’er med tyktarmskræft.

Det er blevet foreslået, at miRNA ekspressionsniveauer er forbundet med ekspression af deres tilsvarende målgener, og at tilstedeværelsen af ​​målgenerne forhindrer miRNA nedbrydning af nukleaser [11]. For at undersøge dette forhold, brugte vi miRNASNP v2.0 til at evaluere SNPs inden 3 ‘UTR’er af mRNA for ændringer i forudsagt miRNA regulering. Mange af SNPs diskuteret tidligere havde dokumenteret forudsagt mindskede eller øgede miRNA målretning baseret på de ændringer SNP fremsætter i 3’UTR af mål-mRNA’et og dermed den bindende region af miRNA. Et eksempel på denne ændring er SNP i

AFF1

, rs17703261 som forventes at forårsage tab af målretning af HSA-miR-648. Denne miRNA er lidt nedreguleret i tumor sammenlignet med ikke-tumorvæv i vores data. Den homozygote sjældne genotype har betydeligt mindre ekspression af HSA-MIR-648 end de andre genotyper. Andre eksempler er

SLC10A7

rs105760 og

KIAA0423

rs1053667, som forventes at forårsage tab af målretning af HSA-miR-25-3p og HSA-miR-19b-3p hhv. Rs1053667 og rs105760 blev forbundet med reduceret ekspression i tumoren sammenlignet med ikke-tumorvæv af de forudsagte tabte miRNA med varianten allel. Et andet eksempel, rs9874 (

SELS)

forudsiges at forårsage en indhøstet målretning af HSA-miR-181a-5 p, og vi ser en stigning i den gennemsnitlige udtryk mellem tumor og ikke-tumorvæv med varianten allel. Derudover

BRCA1

rs8176318, forudsiges at have en gevinst på funktion for HSA-miR-20a-3p. Vi evaluerede denne miRNA /SNP par, og kunne ikke se en sammenhæng mellem det forudsagte vundet miRNA og denne SNP. Men som tidligere nævnt,

BRCA1

rs8176318 var forbundet med G-allelen specifikke (C i vores borde) miRNA HSA-miR-525-5p og vi kunne se en reduktion i ekspressionen af ​​HSA-miR-525- 5p i ikke-tumorvæv med varianten allel samt en sænket niveau af gennemsnitlig miRNA ekspression i tumorvæv sammenlignet med ikke-tumorvæv. Disse resultater ville støtte den teori, at et tab af tilstedeværelsen af ​​målet (som følge af SNP) forårsager en reduktion i niveauet af miRNA ekspression.

Der er flere overvejelser, når de evaluerer vores resultater. For det første er vores undersøgelse består af tyktarmskræft tilfælde, mens mange undersøgelser omfattede både colon og rektal kræfttilfælde. Forskelle i foreninger med kræft kunne variere baseret på forskelle i sager definition. Vores resultater belyse kompleksiteten af ​​miRNA regulering, især rolle SNP’er i den kræftfremkaldende proces, der involverer miRNA. MiRNA er involveret i reguleringen af ​​flere gener, og selv om SNPs var forbundet med miRNA, kan indflydelsen af ​​miRNA på andre gener bestemme associering med cancer. For eksempel, HSA-miRNA-25-3p, sammen med sin regulering af

SLC10A7

, er forbundet med

MCM7

,

MIR106B

,

MIR25

,

MIR93

AP4M1

og flere SNPs, rs105756, rs999885, og rs1527423. Dette kan gøre fortolkningen af ​​resultaterne vanskelig. Mens der er begrænsninger undersøgelse, en stor styrke med denne undersøgelse er evnen til at vurdere hypotetiske SNP /miRNA foreninger og evaluere tilknyttede SNPs og miRNA med tyktarmskræft.

Ud af de 327 unikke SNP-miRNA par kun evalueres 41 var forbundet med miRNA ekspressionsniveauerne. Af disse blev kun to SNPs forbundet med risiko tyktarmskræft. Selv om det er blevet en hypotese, at SNPs i miRNA regioner kan påvirke kræftrisikoen gennem miRNA regulering, vores data tyder på, at disse foreninger er relativt sjældne, når de evaluerer tyktarmskræft.

anerkendelser

Indholdet af dette manuskript er alene forfatternes ansvar og repræsenterer ikke nødvendigvis den officielle visning af National Cancer Institute. Vi vil gerne anerkende Ulrike Peters for tilsyn og finansiering relateret til GWAS data, Erika Wolff og Michael Hoffman for miRNA behandling, og Sandie Edwards for hendes indsats i den samlede undersøgelse overvågning og tumorvæv samling