abstrakt
Formål
tumorsuppressor p53 er kendt for at blive inaktiveret hyppigt i forskellige cancerformer. Desuden at germlinie polymorfier i
TP53
er kendt påvirker proteinfunktion og indflydelse risiko for at udvikle forskellige typer af cancere. I denne undersøgelse, analyserede vi sammenslutningen af
TP53
Pro72Arg polymorfi med planocellulært karcinom i oral tunge (SCCOT) og spiserøret (ESCC) i Indien.
Metoder
Vi vurderede fordelingen af
TP53
Pro72Arg polymorfi i et hundrede og femten og firs to SCCOT og ESCC patienter, henholdsvis i forhold til et hundrede og ti raske kontrolpersoner fra samme population. Derudover analyserede vi association af polymorfi med flere klinisk-patologiske og molekylære parametre.
Resultater
Pro72 allel var signifikant beriget med SCCOT patienter sammenlignet med den raske kontrolgruppe men hverken allel blev beriget i ESCC. Interessant nok blev Pro72 allel fortrinsvis muteret i ESCC som blev bekræftet ved analyse af prøver heterozygote for Pro72Arg.
Konklusioner
Vores undersøgelse viste, sammenslutningen af Pro72 allel med SCCOT tyder effekten af denne polymorfi på SCCOT risiko. Differentieret mutation af Pro72 allel udelukkende ESCC viser behov for yderligere undersøgelser for at forstå vævet specifik virkning af p53 polymorfi
Henvisning:. Adduri RSR, Katamoni R, Pandilla R, Madana SN, Paripati AK, Kotapalli V, et al. (2014)
TP53
Pro72 allel Beriget i Oral Tongue Cancer og ofte muteret i spiserøret Kræft i Indien. PLoS ONE 9 (12): e114002. doi: 10,1371 /journal.pone.0114002
Redaktør: Xin-Yuan Guan, The University of Hong Kong, Kina
Modtaget: August 7, 2014 Accepteret 31. oktober, 2014, Udgivet: December 1, 2014
Copyright: © 2014 Adduri 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 relevante data er inden for papir og dens Støtte Information filer
Finansiering:. MDB modtog indiske råd for medicinsk forskning (ICMR), Govt. Indien (Grant No. 5/13/129/2009-NCD-III), Rådet for videnskabelig og industriel forskning (CSIR), Govt. Indien (Grant No. 27 (265) /12 /EMR-II), Institut for Bioteknologi, Govt. Indien (Grant nr BT /PR11873 /MED /30/173/2009) og en kerne bevilling fra Institut for Bioteknologi, Govt. Indien til Center for DNA fingeraftryk og Diagnostics (CDFD). 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
pladecellecarcinom i den mundtlige Tongue (SCCOT) er en almindelig form for hoved og hals pladecellekræft (HNSCC), og forekomsten er konsekvent stigende på verdensplan [1]. Stigningen i forekomsten er blevet bemærket overvejende yngre patienter [2], [3] i hvem det ser ud til at udvise lavere association med almindelige risikofaktorer såsom alkohol og tobak tyder mulig genetisk modtagelighed [3]. SCCOT vides at være aggressiv og er forbundet med højere okkult og nodal metastase sammenlignet med andre HNSCC undertyper [4]. Det er ofte forbundet med dårlig overlevelse som ikke er forbedret betydeligt i de seneste fire årtier [5], [6]. Kræft i spiserøret (EF) er den sjette og ottende mest almindelige kræftform hos mænd og kvinder i henholdsvis Indien (https://www.icmr.nic.in/ncrp/report_pop_2001-04/cancer_p_based.htm). Pladecellekræft (ESCC; forekommer normalt i proksimale og midterste spiserør) og adeno (EAC; forekommer hovedsagelig i distal spiserør) karcinom er de to store EU-undertyper [7]. Selvom ESCC var mere almindelig par årtier siden, har en hurtig stigning i ØK blevet noteret siden 1980’erne i Vesten [8], i takt med en øget forekomst af gastrointestinale refleks sygdom (GERD). Gerd forårsager en betændelse fremkaldt patologisk tilstand, der kaldes “Barretts øsofagus ‘, som disponerer til ØK [9]. Men har en lignende tendens i stigning i GERD blevet bemærket i de asiatiske lande i de seneste årtier, ESCC stadig den fremherskende EF subtype [10], hvilket tyder på muligheden for rolle genetiske faktorer. På grund af sin placering tættere på hals og ligheder i tumorigenese veje, er ESCC undertiden klassificeret med HNSCC.
Somatisk inaktivering af
TP53
er en hyppig begivenhed i de fleste kræftformer mens kim line afvigelser er forbundet med Li-Fraumeni [11], en arvelig kræft disposition syndrom. Almindelige former for p53-inaktivering er punktmutationer allelisk tab [12] og inaktivering medieret af oncoviral proteiner [13]. Desuden forekommer mange polymorfier i
TP53
hvoraf enkelte er foreslået for at forstyrre protein-funktion og kan påvirke kræft modtagelighed [14]. Blandt disse codon 72 Pro /Arg polymorfi (rs1042522) er den mest almindelige og godt undersøgt. De to p53 codon72 alleler koder prolin (Pro72) eller arginin (Arg72), beliggende i en polyprolin region stede mellem transaktivering og DNA bindende domæner og kan påvirke strukturen af det formodede SH3-bindende domæne [15]. Den Pro72 allelen er kendt for at være associeret med koronararteriesygdom [16], højere modtagelighed for endometriose [17], primær åbenvinklet glaukom [18], systemisk lupus erythematosus (især i asiater) [19] og ulcerativ colitis [20] henviser den Arg72-allelen er forbundet med progression af diabetisk nefropati [21]. Endnu vigtigere er, de polymorfi udstiller varierende tilknytning til risiko [22], [23], overlevelse [24], [25] og behandling respons [25] i flere kræftformer i forskellige befolkningsgrupper.
I den aktuelle undersøgelse , vurderede vi hyppigheden af Pro72Arg polymorfi i SCCOT og ESCC. Pro72 allel syntes at være signifikant associeret med SCCOT hvorimod ingen sammenhæng med enten allel blev påvist i ESCC. Men i ESCC,
TP53
DNA bindende domæne mutationer forekom på et væsentligt højere frekvens i Pro72 allelen,.
Materialer og Metoder
Patient og kontrolprøver
Et hundrede og femten og firs to tidligere ubehandlede og kirurgisk resektion SCCOT og ESCC prøver henholdsvis blev indsamlet i perioden 2007-2013 fra tre hospitaler i Hyderabad, Indien, efter informeret samtykke. Halvfjerds to og halvfjerds fem SCCOT og ESCC patienter var henholdsvis fra vores tidligere undersøgelser [26], [27]. Klinisk-patologiske oplysninger om de patienter er angivet i tabel S1. Median alder og mandlige og kvindelige forholdet var 49 og 50; og 1,94 og 1 for SCCOT og ESCC hhv. Perifert blod fra et hundrede og ti alder og køn matchede kræft gratis raske individer, der tilhører samme geografiske område blev indsamlet.
Etik erklæring
Undersøgelsen blev godkendt af etiske udvalg af Apollo Hospitaler (14 /05/2005), mnj Institut for Onkologi og Regional Cancer Center (23/09/2006 og 20/10/2008) og Indo-American Cancer Institute og Forskningscenter (08/08/2007) samt institutionelle bioetik udvalg Center for DNA fingeraftryk og Diagnostics (CDFD) (20/12/2009), som pr modificeret Helsinki erklæring 2005. Alle prøver blev indsamlet efter skriftlig informeret samtykke.
Genotypning
DNA blev isoleret fra histologisk bekræftet normalt væv støder op til tumor for hver prøve som beskrevet i dokument S1. Genotypebestemmelse af codon 72 blev udført ved hjælp af en tostrenget strategi, herunder PCR-RFLP (figur 1A) [28] og allelspecifik PCR (figur 1A) [29], som tidligere beskrevet. Resultaterne blev uafhængigt bekræftet i tyve og femten SCCOT og ESCC prøver henholdsvis bruge tovejs Sanger sekventering på en 3100 Genetisk analysator (ABI Inc., Foster City, CA, USA) (figur 1B). Primersekvenser er opført i tabel S2.
Felt A, PCR-RFLP-analyse bekræftet ved allelspecifik PCR udført som beskrevet i materialer og fremgangsmåder afsnittet. M, 50 bp DNA-stige; 1, Pro /Pro; 2, Pro /Arg; 3, Arg /Arg; og C, nr skabelon kontrol. Panel B, Sanger-sekventering. Pro /Pro (til venstre), Pro /Arg (midten) og Arg /Arg (til højre).
TP53
mutation screening
TP53
mutation screening blev udført som beskrevet tidligere [26]. At identificere, om Pro72 eller Arg72 allelen var husly p53 mutation i prøver heterozygote for Pro72Arg polymorfi, en lang amplikon (~2700 bp) spænder exon 4-8 af
TP53
(som omfatter codon 72 samt som området, der koder for DNA-bindingsdomænet) blev amplificeret (Primerpar Arg
+ og Exon 8R, tabel S2) fra genomisk DNA og klonet ind i TA-vektoren (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). De rekombinante plasmider blev screenet for mutation samt for codon 72 polymorfi under anvendelse tovejs Sanger-sekventering.
Molekylær analyse
Status af p53 nukleare stabilisering,
TP53
mutation (kun for SCCOT), EGFR overekspression, mikrosatellit ustabilitet, β-catenin nukleare lokalisering status (kun for ESCC), HPV-infektion og LOH og klinisk-patologiske variabler, herunder alder, køn, rygning, alkoholforbrug, kvalitet og patologisk stadium blev rapporteret i vores tidligere undersøgelser [26], [27].
Statistisk analyse
Afvigelse fra Hardy-Weinberg ligevægt for genotype frekvens for sager og kontroller, blev analyseret ved hjælp af χ
2 test. Odds ratio og tilsvarende intervaller for sygdomsrisiko 95% sikkerhedsgrænser blev beregnet. Dominerende, co-dominant, recessiv over dominerende og logge additive arv modeller blev undersøgt for at bestemme, om SNP var forbundet med sygdom. Akaike (AIC) og Bayesian (BIC) information kriterium foruden χ
2 p-værdier blev anvendt til at vælge den bedste model af arv. Association mellem forskellige genotyper og klinisk-patologiske variabler blev vurderet ved hjælp af χ
2 eller Fisher eksakt test efter behov.
Resultater
TP53
Pro72 allel er beriget i SCCOT men ikke i ESCC patienter
Vi analyserede fordelingen af p53 codon 72 genotyper i SCCOT og ESCC i forhold til raske kontroller (figur 1) som beskrevet i materialer og fremgangsmåder sektion. 26 (23,6%), 53 (48,2%) og 31 (28,2%) kontrolprøver husede Pro /Pro, Pro /Arg og Arg /Arg genotyper, henholdsvis hvorved der udvises nogen signifikant berigelse af en allel over den anden (tabel 1) . Men Pro72 allel syntes at være betydeligt beriget i SCCOT sammenlignet med kontroller (tabel 1) mens nogen signifikant berigelse blev observeret i ESCC (tabel 1). Genotypen distributioner af SCCOT og ESCC prøver samt kontroller ikke afvige fra Hardy-Weinberg ligevægt (tabel 1). Co-dominant, recessiv og log-additiv genetiske modeller viste sig at være passende for arven af SCCOT for denne SNP (tabel S3A). Men laveste værdi af AIC (310,7) og BIC (317) for recessiv model indikerer, at det er den bedste model (tabel S3A). I modsætning hertil ESCC ikke udviser association med nogen genetisk model (tabel S3B) som forventet. Ingen af flere molekylær og klinisk-patologiske variabler udviste signifikant sammenhæng med codon 72 allel frekvens i SCCOT og ESCC (tabel S1).
TP53
mutationer udelukkende observeret i ESCC tumorer med p53 nukleare stabilisering
TP53
mutation status blev rapporteret tidligere for alle SCCOT prøver analyseret i den tidligere undersøgelse [26]; mutationer blev forbundet med dårlig sygdomsspecifikke overlevelse [26], men med flere klinisk-patologiske parametre opregnet i materialer og fremgangsmåder sektion. Vi screenede ESCC prøver til somatiske mutationer i exon 5-8 af
TP53
der koder for DNA-bindingsdomænet og vides at harbor flertal af cancerassocierede mutationer [30]. Mutationer blev påvist i ni og tyve af fyrre fem prøver udviser nukleare stabilisering og ingen af tredive syv prøver, gjorde ikke, tyder på, at fraværet af nuklear stabilisering kan være en pålidelig indikator for fravær af
TP53
DNA-bindende domæne mutation i ESCC . blev identificeret i alt tyve syv (nitten missense, tre nonsens og fem indels) mutationer (alle heterozygote). To mutationer (c.610G . T (p.E204X) og c.566delC (p P190Lfs * 57)) blev påvist i to prøver hver (tabel S4). Vi identificerede tre nye somatiske mutationer
nemlig.
, C.621_639del19, c.454_466dupCCGCCCGGCACCC og c.428_432delTGCAG + 440delG (tabel S4). Detaljeret beskrivelse af de hidtil ukendte mutationer findes i dokument S2. Mutationer i ESCC var ikke forbundet med nogen af de klinisk-patologiske variabler analyseres (tabel S5). Andel af overgange og transversioner (Figur S1A) samt læserammeforskydning, missense og sense-mutationer (Figur S1B) svarede til de tidligere rapporter for ESCC som pr Internationale agentur for kræftforskning (IARC)
TP53
database [ ,,,0],15]. Interessant, andel af sletninger var højere end rapporteret i
TP53
database (Figur S1B). G: C A: T overgange den væsentligste
TP53
mutation type (9/29; 34,48%) i ESCC prøver i denne undersøgelse svarende til databasen [15]. Men frekvens af C T overgange på CpG-dinukleotider var lavere (10,34%), mens hyppigheden af sletninger (5/29; 17,24%) var højere end rapporteret i databasen [15]
Pro72 allel nærede inaktivering. mutationer ofte i ESCC
P53 DNA-bindende mutationer var ikke associeret med kodon 72 genotype i SCCOT (p = 0,917) (tabel 2). I modsætning hertil ESCC prøver med Pro /Pro (10/20, 50%) genotype var mere tilbøjelige til harbour mutation end prøver med Arg /Arg-genotypen (5/16; 31,3%) (p = 0,289) (tabel 2). Derfor fortsatte vi til at afgøre, om Pro72 allel blev oftere muteret ved at analysere prøver heterozygot for Pro72Arg polymorfi. Et enkelt PCR-produkt, der indeholdt mutationen samt polymorfismen blev genereret og klonet ind i en egnet plasmidvektor og sekventeret for at bestemme, om mutationen var til stede i Pro72 eller Arg72 allelen. Som vist i figur 2, blev mutationen fortrinsvis placeret i Pro72 allelen (p = 0,0001) (Tabel 2), hvilket understøtter det opnåede resultat for prøver homozygote for codon 72 og gør det muligt at sammenligne Pro72Arg polymorfi og p53 mutation status for alle 75 ESCC prøver som viste, at mutationen signifikant var forbundet med Pro72 allel (p = 0,0018) (tabel 2).
Electrophoretograms er vist viser mutation (venstre) og kodon 72 polymorfi (højre) for hver af de fjorten prøver. Placering af missense og deletionsmutationer er angivet med pile og barer, hhv. Proline (CCC) eller arginin (CGC) codon er angivet med en bar.
Interessant, mutationer forventes at forårsage p53 trunkering (nonsens og læserammeforskydning) blev udelukkende identificeret i Pro72 allelen (8 /8, 100%) i ESCC prøver. Dog blev en deletion og en kompleks mutation (af totale seks mutationer) identificeret i Arg72 allel, blev begge ikke forventes at ændre læseramme og kan således ikke forårsage proteinafkortning. Kun 16,67% af
TP53
mutationer i SCCOT [26] (sammenlignet med 27,59% i ESCC) forventedes at resultere i p53 trunkering, hvilket yderligere antyder forskelle i biologi SCCOT og ESCC med hensyn til p53-funktion.
diskussion
Flere undersøgelser udført på blanding af hoved og hals pladecellekræft (HNSCC) prøver ikke afsløre nogen signifikant sammenhæng med
TP53
codon 72 polymorfi [31] – [ ,,,0],33] måske på grund af heterogenitet tumor undertyper. Undersøgelser af tumorer i specifikke HNSCC websted og /eller molekylær undertype viste dog association med polymorfi i forskellige etniske grupper [34] – [37]. Så vidt vi ved, er dette den første konkrete sag kontrol undersøgelse foretaget for at finde sammenhængen mellem
TP53
Pro72Arg polymorfi og SCCOT. Der er modstridende rapporter om deltagelse af Pro72Arg polymorfi med ESCC risiko med undersøgelser rapporterer signifikant sammenhæng med Pro72 [22], [23], [38], [39], Arg72 [40] eller hverken [41], [42]. Interessant nok kan effekten variere inden for samme population [22], [40]. Vores analyse viste, at Pro72 allel var signifikant associeret med SCCOT men ikke med ESCC, hvilket måske afspejler forskelle i biologi SCCOT og ESCC blandt indianere. Notatet en nylig undersøgelse foreslået signifikant forskel i p53 funktion mellem Arg72 og Pro72 allel. Men denne forskel var vævsspecifik [43]. Det blev også foreslået, at Pro72 allel kunne være mere effektiv til at forårsage cellecyklusstop [44] henviser Arg72 allel viste sig at være mere effektiv til at inducere apoptose og lokalisering til mitochondrier [45]. Selv om det er påvist, at Arg72 allel kunne mere effektivt målrettet efter HPV protein E6 [29], vi ikke registrerer nogen signifikant sammenhæng i denne undersøgelse.
Svarende til vores resultater, en anden undersøgelse fra Indien også rapporteret fravær af
TP53
mutationer i ESCC tumorer uden nukleare stabilisering [46], i modsætning til rapporter fra andre lande (54-55) måske indikerer en funktion udelukkende er forbundet med indiske befolkning. Desuden ESCC
TP53
somatisk mutation spektrum påvist i denne undersøgelse svarer til bemærkningerne tidligere fra Indien [47]. Lavere andel af G: C A: T overgange på CpG-dinukleotider (tilskrives spontan deaminering af cytosin) identificeret i ESCC prøver i denne undersøgelse er i tråd med tidligere undersøgelser fra Indien [47]. Højere frekvens af G: C A: T overgange på ikke-CpG sites kan tilskrives alkylerende midler i fødevarer og miljø [48]. Notatet er nitrosaminer i alkoholholdige drikkevarer [49] og forarbejdet kød [50] er kendt for at øge risikoen for esophageal og mavekræft, hhv. ESCC undersøgelser fra Iran [51] samt det sydlige Brasilien [52] rapporterede en sammenslutning af vane at drikke varm te med G: C A:. T overgange
Så vidt vi ved, er dette den kun studere for at vurdere status for
TP53
mutation i Pro /Arg heterozygote, som forventes at give mere præcise oplysninger om omfanget af association, da begge alleler er til stede i den samme genetiske baggrund. Vi observerede, at p53-DNA-bindende domæne mutationer blev overvejende fundet i Pro72 allel (i forhold til Arg72 allel) i ESCC mens hverken allel fortrinsvis var muteret i SCCOT. Adskillige undersøgelser af forskellige kræftformer rapporterede mulig sammenslutning af p53 DNA bindende domæne mutation med Arg72 allel [53], [54] mens nogle få rapporterede ellers [24], [55]. Måske kan foreningen variere alt efter etnicitet [24]. Muteret p53 Arg72 foreslås at være mere effektive i forhold til p53 Pro72 i binding og inaktivering p73, en p53 homolog, der kan transaktivere p53 mål [56]. Desuden tidligere undersøgelser viste også, at muteret Pro72 allel kan have større potentiale til at inaktivere p53 selv [57]. Notatet ESCC udstiller hyppig inaktivering af p73 gennem tab af heterozygositet [58], og derved måske forklare højere frekvens af mutation i Pro72 allel forårsager inaktivering af p53.
Interessant, observerede vi protein beskærer mutationer udelukkende forbundet med Pro72 allel i ESCC. Notatet forventes trunkering mutationer til helt ophæver p53 funktion, mens der kan forventes missense mutationer at bevare en delvis /ændret aktivitet. Derudover, i modsætning til trunkering mutation, kan missense mutationer i p53-DNA-bindingsdomænet ændre evnen af p53 til at binde til DNA og transaktivere målgener men kan ikke påvirke p53 funktioner eksklusivt til andre domæner af protein [59]. Således fuldstændig inaktivering af Pro72 kan være mere tumorigent end Arg72 i ESCC.
Konklusion
Denne undersøgelse har afsløret effekt af
TP53
Pro72 allel i at øge risikoen for SCCOT og foreslog at SCCOT kan have biologisk forskel med andre former for HNSCC. En unik egenskab ved denne undersøgelse var bestemmelse af mutation status i prøver heterozygote for p53 Pro72Arg polymorfi, som gjorde det muligt at konkludere, at Pro72 allel var faktisk fortrinsvis muteret i ESCC. Vores resultater understøtter tidligere observationer tyder anderledes adfærd p53 Pro72Arg alleler i forskellige typer og etniske kræft og foreslå særskilte molekylære p53 Arg72 og p53 Pro72 med hensyn til tilhørende mutation, i ESCC. bør foretages yderligere undersøgelser af andre kræftformer til at analysere sammenslutningen af polymorfi og mutation. Vores resultater kan udvides til at analysere effekten af polymorfi og mutation på patientens overlevelse og respons på kemo /radiotherapies. Molekylære og funktionelle undersøgelser af mutant p53 i Pro72 og Arg72 baggrund kunne muligvis belyse forskellen aktivitet af p53. Endelig, for at belyse effekten af polymorfi på mutation, kan undersøgelser med anvendelse af dyremodeller hjælpe med at forstå betydningen af denne polymorfi i tumorigenese.
Støtte Information
Figur S1.
Komparativ analyse af fordelingen af ESCC
TP53
mutationer i Indien med IARC
TP53
database på nukleotid-niveau (panel A), DNA-niveau (panel B) og protein niveau (Panel C ). Uklassificerede og tavse mutationer rapporteret i databasen blev udeladt fra denne analyse. Den p.V143_W146delinAV mutationen blev ikke medtaget i analysen (i panel C) på grund af kompleksiteten af dens virkning på proteinniveau
doi:. 10,1371 /journal.pone.0114002.s001
(EPS)
Table S1.
doi: 10,1371 /journal.pone.0114002.s002
(DOCX)
tabel S2.
doi: 10,1371 /journal.pone.0114002.s003
(DOC)
tabel S3.
doi: 10,1371 /journal.pone.0114002.s004
(DOCX)
Tabel S4.
doi: 10,1371 /journal.pone.0114002.s005
(DOC)
tabel S5.
doi: 10,1371 /journal.pone.0114002.s006
(DOCX)
Document S1.
doi: 10,1371 /journal.pone.0114002.s007
(DOCX)
Document S2.
doi: 10,1371 /journal.pone.0114002.s008
(DOCX)
Tak
Vi takker Dr. Mukta Srinivasulu, for mnj Institut for Onkologi Regional Cancer Centre, Hyderabad, Dr. MohanaVamsy Chigurupati, Drs. Sujith Patnaik, Subramanyeshwar Rao og NarasimhaRaju Kalidindi af Indo-American Cancer Hospital Research Institute, Hyderabad, Drs. Swarnalata Gowrishankar og Umanath K Nayak af Apollo Hospitaler, Hyderabad, for deres hjælp i prøvetagningen. Vi takker Dr. Kumarasamy Thangaraj, Center for Cellulær Molekylærbiologi, Hyderabad, til indsamling af DNA-prøver fra raske individer. RSRA og RP er registrerede ph.d.-studerende i Manipal University, Karnataka, Indien og University of Hyderabad, hhv. RSRA og RP er taknemmelige på University Grants Kommissionen (UGC), Govt. Indien og indiske råd for medicinsk forskning (ICMR), Govt. Indien, henholdsvis junior og senior forskningsstipendier.
Leave a Reply
Du skal være logget ind for at skrive en kommentar.