PLoS ONE: Omfattende SNP Scan af DNA Reparation og DNA skade responset Gener Reveal Multiple modtagelighed Loci der giver risiko for Tobak Associated Leukoplakia og Oral Cancer

Abstrakt

Polymorfe varianter af DNA-reparation og skader respons gener spiller stor rolle i carcinogenese. Disse varianter er mistænkt som disposition faktorer til Oral pladecellecarcinom (OSCC). Til identifikation af modtagelige varianter påvirker OSCC udvikling i indiske befolkning blev “maksimalt informative” metode til SNP selektion fra HapMap data til ikke-HapMap befolkningsgrupper anvendt. Tre hundrede femogtyve SNPs fra 11 centrale gener involveret i dobbeltstrenget brud reparation, mismatch repair og DNA skade responset veje blev genotypet på i alt 373 OSCC, 253 leukoplakia og 535 ubeslægtede kontrolpersoner. De signifikant associeret SNPs blev valideret i en ekstra kohorte af 144 OSCC patienter og 160 kontroller. Den rs12515548 af

MSH3-

viste signifikant sammenhæng med OSCC både i forsknings- og validering faser (opdagelse P-værdi: 1.43E-05, replikering P-værdi: 4.84E-03). To SNPs (rs12360870 af

MRE11A

, P-værdi: 2.37E-07 og rs7003908 af

PRKDC

, P-værdi: 7.99E-05) viste sig at være væsentligt kun forbundet med leukoplakia . Stratificering af emner baseret på mængden af ​​tobaksforbruget identificerede SNPs, der var forbundet med enten høj eller lav tobak udsat gruppe. Undersøgelsen afslører en synergi mellem associerede SNPs og livsstilsfaktorer i disposition til OSCC og leukoplakia

Henvisning:. Mondal P, Datta S, Maiti GP, BARAL A, Jha GN, Panda CK, et al. (2013) Omfattende SNP Scanning af DNA-reparation og DNA skade responset Gener Reveal Multiple modtagelighed Loci der giver risiko for Tobak Associated Leukoplakia og Oral Cancer. PLoS ONE 8 (2): e56952. doi: 10,1371 /journal.pone.0056952

Redaktør: Robert W. Sobol, University of Pittsburgh, USA

Modtaget: 13. oktober 2012; Accepteret: 16 Januar 2013; Udgivet: 20 Februar 2013

Copyright: © 2013 Mondal 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:. Denne undersøgelse blev delvist understøttet af Institut for Bioteknologi Tilskud BT /PR /5524 /med /14/649/2004 og BT /01 /COE /05/04. Ingen yderligere ekstern finansiering blev modtaget til denne undersøgelse. 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

Oral pladecellekræft (OSCC) er den tiende mest almindelige kræftform i verden. I Indien, OSCC indtager førstepladsen blandt mænd og fjerde blandt kvinder [1], [2]. Mundhulen regioner, der er berørt af denne kræft er tunge, mundslimhinden, læbe og tandkød. Kendte risikofaktorer for kræft i mundhulen er tobak tygge og rygning, alkoholforbrug, HPV-infektion og køn [3]. Forekomsten (9,8 hos mænd, 5,2 i kvindelige pr 10,0000 personer om året) og dødeligheden (22,1 i mænd, 9,4 i kvindelige per 100.000 personer om året) af OSCC eskalerede i indiske bestande på grund af en stigende rente (35%) af tobaksforbruget [4], [5]. Blandt de forskellige provinser i Indien, West Bengal befolkning har høj alder standardiseret tobak relateret kræft dødelighed (33,4) og kumulativ risiko 5,0% (99% konfidensinterval [CI] 4,1-5,8) [2]. Den mest almindelige klinisk præsenteret præmaligne læsion af mundslimhinden er oral leukoplakia med en prævalens på 0,1-0,5% og hastigheden for omdannelse til kræft er 1-2% om året [6]. Behandlingen og vurdering af risikoen og progression af leukoplakia fortsat et problem, da det går igen på trods af dens fjernelse via kirurgi, og kemoterapi ikke falde kræftforekomst [7]. Således er nødvendig for tidlig påvisning genetisk markør baseret risikovurdering.

Talrige genetiske associationsstudier har identificeret SNPs i flere vigtige gener som

p53, p73

og

MDM2

som risiko faktorer til OSCC og leukoplakia udvikling [8] – [10]. En Genome Wide Association Study (GWAS) på Upper Aerodigestive Tract Cancers (UADT), der omfattede de mundhulen regioner, identificeret modtagelige varianter primært i

aldehyddehydrogenase

(

ADH

) gen-klyngen [11 ]. Cellulær DNA reparationsprocesser stabilisere genomet ved at reducere kræftfremkaldende inducerede mutationer [12]. Men undersøgelser af reparation genvarianter og OSCC modtagelighed fokuserede primært på

XRCC

gruppe af gener og få andre DNA reparation associerede gener som

ATM

,

NBN

og

MRE11A

i forskellige populationer på verdensplan [13], [14]. I indiske befolkninger, sammenslutning af polymorfier i

XRCC1, XRCC3, NAT2, XPD, ERCC2

og

OGG1

med OSCC er blevet rapporteret [15] – [19].

dobbelte strengbrud (DSB), anses for at være den mest dødbringende blandt de forskellige former for skader [20] og ikke Homolog End Sammenføjning reparation (NHEJ) er den vigtigste vej for reparationsprocessen DSB [21]. Den anden DNA-reparationsvej, der er blevet rapporteret at være kompromitteret i OSCC er mismatch repair (MMR) pathway. Medlemmerne af MMR spiller vigtige roller i at reducere mutationshastighed og genomiske instabilitet [12].

MLH1

MSH2

af MMR er inaktiveret ved promotor hyper-methylering i OSCC [22]. Disse DNA-reparation gener er også store mål for mange anti-cancer lægemiddeludviklingsprogrammer undersøgelser [23], [24]. Polymorfier i disse gener modulere den enkelte reaktion på kræftfremkaldende stoffer [25], og til stoffer [26], [27].

Vi udførte en case-kontrol forening undersøgelse for at identificere risikoområder SNPs på større DSB-reparation (

RAD50, MRE11A, NBS1, PRKDC, XRCC5, XRCC6

og

LIG4

), MMR (

MSH6

MSH3-

) og nøgle DNA-skade respons (

ATM

ATR

) gener i orale kræftpatienter og leukoplakia fra staten Vestbengalen i det østlige Indien. I opdagelsen fase genotype vi 321 SNPs i 626 tilfælde (373 individer med OSCC og 253 individer med leukoplakia) og 535 aldersmatchede kontroller med lignende tobaksrygning og /eller tygge vaner og ingen mundtlige lidelser. Efterfølgende vi valideret signifikant associeret SNPs i en separat replikation kohorte af 114 OSCC patienter og 160 kontroller fra samme geografiske placeringer. Endelig har vi udført en Multi dimensionalitet Reduction (MDR) analyse for at observere SNP-SNP og SNP-miljø interaktion.

Metoder

Etik Statement

Procedurer for indsamling af blodprøver og skriftligt informeret samtykkeerklæring blev gennemgået og godkendt af Institutional Etisk Udvalg, CSIR-Indian Institute of Chemical Biology, Kolkata, Indien.

skriftligt informeret samtykke blev opnået fra alle tilfælde og kontrolpersoner efter forklarer procedurerne for indsamling og formålet med undersøgelsen på de lokale sprog.

emner

i opdagelsen fase, blev 373 OSCC og 253 leukoplakia patienter rekrutteret mellem 2006 og 2009 fra R. Ahemed Dental College og Hospital, Kolkata Indien efter patolog fra hospitalet bekræftede disse to typer af læsion af histo-patologiske undersøgelser. Disse patienter er kaste populationer af lav og mellemindkomst-gruppe (årlig familieindkomst 100 $ og $ 300, henholdsvis) fra forskellige distrikter i staten Vestbengalen i den østlige region i Indien. Vi har derfor rekrutteret 535 etnisk matchet men ubeslægtede kontrolpersoner enten fra samme hospital, der er kommet til hospitalet til dental og oral tjekke op og har ingen mundtlige lidelser og også direkte fra befolkningen ved at besøge forskellige steder i staten West Bengal . Den potentielle konsekvens af anvendelse af hospital baseret kontrol er forspændt prøveudtagning, som vi har testet af principalkomponentanalyse og justeret bias, hvis nogen. Kontrol individer rekrutteret fra befolkningen blev undersøgt af læger til at sikre, at personer uden nogen mundtlige lidelser er tilmeldt. Både patienter og kontroller var regelmæssige tobak brugere, enten i form af rygning og /eller tygges, på tidspunktet for indsamlingen. Vi delte både patienter og kontroller baseret på eksponeringsniveauet tobak: (a) High Dose (HD) og (b) lav dosis (LD) tobak udsatte grupper. Vi beregnede tobaksrygning og tygge indeks, PY (Pack år) og CY (Skrå år), henholdsvis ved hjælp af følgende formel, som anvendes i tidligere undersøgelser: (Antal cigaretter om dagen /20 × Antal år) + (Ingen . af bidis per dag /40 × Antal år) for PY og (Antal gange dagligt × Antal år) for CY [28]. Dernæst brugte vi medianværdier af PY og CY at opdele emnerne i HD og LD grupper. I replikering fase blev yderligere 114 OSCC patienter fra Chittaranjan National Cancer Research Institute, Kolkata, Indien og 160 kontroller ansættes med samme inklusionskriterier og eksklusionskriterier. Frisk 5-10 ml blodprøver blev opsamlet med informeret samtykke fra patienter og kontroller. Oplysninger om alder, køn, mundhygiejne, tobak vaner og alkohol forbrug blev registreret ved at interviewe både patienter og kontroller.

Gener og SNP Selection

Vi valgte syv centrale gener for udvælgelse af SNPs fra DSB reparation vej (

LIG4, MRE11A, PRKDC, NBN, RAD50, XRCC5

og

XRCC6

), to store gener fra MMR-vejen (

MSH6

MSH3-

) og to gener fra DNA-skade respons pathway (

ATM

ATR

). Vi valgte alle generne af NHEJ kerne reparationsmaskineri da det er den større reparation processen med DSB pathway og forbliver også aktive i hele cellecyklussen sammenlignet med homolog rekombination reparationsprocessen [21], [29]. Kernen komponent indbefatter XRCC5 og XRCC6 der danner en dimer og sammen med PRKDC genkende de dobbelte strengbrud. Efterfølgende MRN-komplekset består af MRE11A, RAD50 og NBN rense enderne og endelig LIG4 forsegler hullet [29]. I fejlparringsreparation vej, vi fokuserede vores undersøgelse om misforhold anerkendelse proces. To forskellige komplekser bestående af MSH2-MSH3- og MSH2-MSH6 genkender misforhold og Indsættelse /sletning Loops (IDLs), hhv. Selv om mange genetiske foreningens undersøgelser er blevet udført i

MSH2

i mundtlig og tyktarmskræft, at den genetiske sammenslutning af

MSH3-

MSH6

i forskellige kræftformer er kun begyndt forstås [30] – [34].

ATM

og

ATR

gener udvalgt fra DNA-skade respons vej som disse gener er vigtige signal transducere, der indleder DNA-skader relateret signalering til reparation [35], [36]. A “maksimalt informativ” metode til SNP selektion fra HapMap data til ikke-HapMap befolkninger blev anvendt til at vælge SNPs [37]. For let at forstå, har vi givet detaljer og trinvis proces af dette valg algoritme med tilladelse af forfatterne i online supplerende metoder (Methods S1). Listen over SNPs blev forelagt Illumina at estimere GoldenGate analysen succesrate og endelig 321 SNPs blev udvalgt til opdagelse fase analyse. I replikering fase genotype vi kun de SNPs, der viste signifikant sammenhæng med OSCC udvikling (P-værdi 0,05). Replikation af SNPs, der viste sig at være forbundet med leukoplakia kunne ikke gøres på grund af manglende adgang til en ny kohorte af disse patienter i tilstrækkeligt antal.

genotypning, kvalitetskontrol og statistiske metoder

genomisk DNA blev isoleret fra perifere blodleukocytter anvendelse af Qiagen blod DNA isolation kits som pr fremstilling protokol. Koncentrationen af ​​DNA-prøver blev estimeret ved PicoGreen assay og fortyndet til en koncentration på 50 ng /pl. Den Illumina GoldenGate assay (Illumina, San Diego, USA) blev anvendt til genotypning i opdagelsen fase og i replikation fase genotypning blev udført ved TaqMan assay i real time PCR maskine 7500 Hurtig og StepOne Plus (Applied Biosystems, Foster City, USA) . Begge slags genotype blev udført som pr fremstilling protokol og vi inkluderet 10% prøver som replikere i hver platform til at måle genotype replikation fejl. For GoldenGate assay, kasserede vi data med en GenCall score 0,25 som de potentielle outliers og kontrolleret kontroller og forurening dashboards for hver plade. For TaqMan, vi brugte automatiserede klynger og kontrolleres FAM og VIC dye intensiteterne, og tærskelværdier cyklus værdierne i hver plade. Den bruges til genotype opkald software var Illumina s BeadStudio (version 2.3.43), StepOne (version 2.2) og 7500 SDS (version 2.0.5).

For at sikre data af høj kvalitet i den endelige forening analyse, vi kasseret data på (a) SNPs, der ikke har gyldigt genotype opfordrer 90% af personer stikprøven, og (b) personer, for hvem genotype opfordrer manglede 8% af SNPs. Yderligere oplysninger om SNPs, som Minor Allel Frequency (MAF) var 0,05 og havde en P-værdi 0,001 til afgang fra Hardy-Weinberg ligevægt blev også kasseret. Undersøgelsen design er vist i fig. 1. allele og genotypiske forening blev udført på fire forskellige måder: (a) Sag versus Controls (CC), hvor sagen omfattede både OSCC og leukoplakia prøver; (B) Kræft versus Controls (CAC), hvor kun OSCC prøver blev betragtet som sager; (C) Leukoplakia versus kontrol (LC) og (d) Cancer versus Leukoplakia (CAL), hvor leukoplakia prøver blev betragtet som kontroller. I hvert sæt, P-værdier, odds ratio (OR) og 95% CI blev bestemt ved logistisk regression hjælp alder, køn og tobak vaner som kovariater. Endelig blev alle de ikke-justerede P-værdier korrigeret for multipel testning af Benjamini-Hochberg optrappe Falsk Discovery Rate kontrol (FDR-BH) [38]. Derudover at fjerne enhver befolkningen lagdeling effekt på foreningen tests, vi udførte Identity-by-stat (IBS) gruppering af de genotypede data og genereret fire første hovedkomponenter. Alle fire komponenter i PCA (Principal Component Analysis) blev derefter brugt som kovariater sammen med andre kovariater som nævnt tidligere for allel og genotypiske forening test [39].

Som tobak vane er stærkt forbundet med udvikling af kræft udførte vi også association analyse ved hjælp tobaksrygning og tygge som kovariater i logistisk regression. Forsøgspersonerne blev inddelt i høj dosis (HD) og lav dosis (LD) som beskrevet ovenfor. Association P-værdien af ​​de HD og LD grupper blev også justeret for alder og køn ved logistisk regression og korrigeret FDR-BH.

Association tests, logistisk regression, flere test rettelser og PCA blev udført ved hjælp Plink [40 ]. PCA-data blev visualiseret ved R [41], Mann-Whitney og chi-square test i tabel 1 og tabel 2 blev udført online på https://faculty.vassar.edu/lowry/utest.html og http: //www .graphpad.com /quickcalcs /contingency1.cfm hhv. Den effekt af undersøgelsen beregnes ud fra https://www.stat.ubc.ca/~rollin/stats/ssize/caco.html.

MDR Analyse af SNP-SNP og SNP-miljø interaktion

at analysere mulige samspil mellem den tilhørende SNP’er og alle kovariater, brugte vi den ikke-parametrisk MDR tilgang, som tidligere [42] beskrevet. MDR, en konstruktiv induktion proces [43], definerer en enkelt variabel der inkorporerer information fra multi locus genotyper og andre sygdomsområder kontrollerende faktorer og butik som enten høj eller lav risiko for sygdom gruppe. Vi inkluderede betydelige SNPs og alle kovariater (alder, køn, PY og CY) til at konstruere interaktion modeller separat i CC, CAC, LC og CAL grupper. Statistisk signifikans blev bestemt ved anvendelse permutation test i MDRpt (version 1.0_beta_2). Vi brugte 10 gange krydsvalidering og 1000 fold permutation test og betragtede disse interaktion modeller som væsentlig som viste en P-værdi mindre end 0,05. Blandt de betydelige modeller, vi identificerede vigtige, som har en cross validering konsistens (CVC) ≥9, da data var kors valideret 10 gange af MDR. Den bedste model blev derefter defineret med den største test balance nøjagtighed (TBA) blandt de vigtige modeller. MDR og MDRpt er open source-software og frit tilgængelige fra https://www.epistasis.org.

Vi bygger også hierarkisk interaktion entropi grafer til hurtigt at få adgang til og fortolke MDR-modeller baseret på teorien om information gevinst som tidligere beskrevet [44] ved hjælp af Orange softwarepakke [45].

Resultater

Sample Konstatering

Vi har præsenteret fordeling af alder, køn, PY og CY af alle prøver rekrutteret i opdagelsen og replikation fase i online tabel 1 og 2. Vi fandt, at nogle af de parametre afveg betydeligt i forskellige sammenligningsgrupper. Vi har derfor justeret alder, køn og tobak vane i alle de associerings- tests ved logistisk regression. Men for at vurdere bidraget af eksponering tobak for sygdom disposition, vi også udført forening test uden dens justering efter at dividere de emner i høje og lave dosisgrupper med prøver opdagelse fase.

DNA Repair Gene Varianter Confer Risk /Beskyttelse til OSCC og Leukoplakia

i discovery fase, blev nogle af genotype data fjernet på grund af følgende årsager: (i) 13 individer med 92% genotype opkald, (ii) 6 SNPs med 90% genotypebestemmelserne opkald, (iii) 18 SNPs fjernet baseret på Hardy-Weinberg test med P-værdi 0,001, og (iv) 108 SNPs fjernet for MAF 0,05. I sidste ende blev der observeret mere end 98% genotype sats med 195 SNPs i 336 OSCC, 239 leukoplakia og 512 kontrolprøver. Det genomiske inflation faktor (λ) i QC datasæt var 1 til 1.01. Vi fandt, at kraften i undersøgelsen er 81%, hvilket betragtes som tilstrækkeligt til identifikation af foreninger

Tabel 3 P-værdier for forskellige foreningens tests såsom:. (A) uden justering af kovariater [alder, køn og tobak vane ved logistisk regression] og korrektioner for multipel testning [Benjamini-Hochberg FDR for multiple test], (b) uden kovariat justering, men med korrektion for multiple test, (c) med kovarianteffekter justeringer, men ingen multiple test korrektion og (d) med både kovarianteffekter justeringer og korrektion multiple test. Vi fandt rs12515548 af

MSH3-

at være signifikant associeret med CC-gruppen [P-værdi 7.83E-03, OR: 1,733 (1,333-2,254)]. Betydningen af ​​denne forening øges, når sammenligningen blev foretaget separat mellem kræft i mundhulen og kontrol (tabel 3). En anden SNP rs207943 af

XRCC5

viste også signifikant sammenhæng med kræft i mundhulen. Interessant nok blev også fundet disse to SNP’er at være signifikant associeret med OSCC sammenlignet med leukoplakia prøver som kontrol (tabel 3). Disse resultater tyder på, at de har stor indflydelse på prædisponering for oral cancer, om de præsenteres som præmaligne læsioner. To andre loci (rs7003908 af

PRKDC

rs12360870 af

MRE11A

) viste eksklusive foreninger med leukoplakia; ene er risiko (rs12360870) og den anden beskyttende (rs7003908). Den betydelige allelassociation af rs12515548, rs207943 og rs12360870 forblev også signifikant på genotypiske niveau (tabel S1).

Vi udførte lagdeling analyse for at kontrollere confounding effekt af evolutionær genetisk heterogenitet inden for den undersøgte population på foreningens resultater. Lignende klyngedannelse blev observeret på begge sager og kontroller (fig. S1). Interessant nok blev tilsvarende clustering også observeret, når analyse blev udført på grundlag af prøvetype (dvs. OSCC, leukoplakia og kontroller, fig. S1) eller geografiske lokaliteter (fig. S1). Vi næste udførte foreningen test i CC gruppe ved hjælp første fire hovedkomponenter som kovariater. Den SNP rs12515548 af

MSH3-

forblev signifikant [allelassociation P-værdi: 0,006, OR: 1,1717 (1,318-2,236)], som det blev observeret uden justering lagdeling. Vi fortsatte denne analyse i alle fire grupper (CC, CAC, LC og CAL) og fandt, at ingen tilknyttede varianter blev udelukket på grund af den observerede klyngedannelse (tabel S2).

Tobak Eksponering Ændrer effekten af ​​DNA Repair Gene Varianter på oral cancer og leukoplakia Disposition

Vi udførte foreningen analyse ved hjælp eksponering tobak som kovariat til bedre at forstå sin rolle i kræft i mundhulen og leukoplakia i prøver de discovery fase. Tabel 4 viser, at de fleste af de sammenlignende grupper udviste association med eksponering tobak niveau lav-dosis (LD). De to signifikant associeret SNP’er med OSCC (rs12515548 og rs207943) viste også signifikant sammenhæng med eksponering tobak gruppe lavdosis. Interessant, disse to SNP’er viste også association med lavdosis tobak gruppe sammenlignet mellem kræft og leukoplakia hvor leukoplakia blev betragtet som reference (CAL-LD i tabel 4). Carriers af to SNP’er (rs12360870 af

MRE11A

rs7003908 af

PRKDC

) fortsatte med at vise lignende virkninger (et væsen risiko og andet beskyttelsesudstyr) på leukoplakia udvikling, når de udsættes for både høj og lav-dosis af tobak (LC-LD og LC-HD i tabel 4). Disse resultater tyder på deres stærke rolle på OSCC disposition uanset eksponering tobak niveau. Tabel S3 viser foreningens resultater på genotypiske niveau. Vi fandt alle væsentlige varianter fra allelassociation forblev signifikant i genotypiske tests også, undtagen rs7003908 af

PRKDC

.

Validering af udvalgte SNP’er i OSCC-kontrol Replication Kohorte

Dernæst vi genotype rs12515548 af

MSH3-

rs207943 af

XRCC5

i en separat kohorte af 114 OSCC patienter og 160 kontrolpersoner at validere resultaterne fra opdagelse fase. Den manglende adgang til en separat kohorte af leukoplakia prøver forhindrede os i validering af rs12360870 og rs7003908 der viste sig at være betydeligt udelukkende forbundet med leukoplakia prøver i opdagelsen fase. Vi fandt kun rs12515548 forblev signifikant associeret med OSCC i både allel og genotypeanalyse (replikation P-værdi: allel 4.83E-03, genotypisk 0,044; Tabel 5 og Tabel S4). De kombinerede P-værdier for denne SNP opdagelse og replikation fase for allel og genotypiske tests er 1.21E-06 og 0,009 henholdsvis.

SNP-SNP og SNP-miljø interaktion afslører Moderat synergieffekter

Vi udførte MDR analyse for at afsløre SNP-SNP og SNP-miljø faktorer interaktioner i denne kohorte af individer. Vi fandt den mest potente interaktion i OSCC i forhold til kontrol er mellem rs207943, rs12515548, Alder og tobak rygning med en TBA på 0,6011 og CVC 10 (p-værdi 0,001). Men den mest betydningsfulde model for OSCC udvikling formular leukoplakia var samspillet mellem rs207943, rs12515548, køn og tobak tygge (tabel S5). For leukoplakia udvikling fra kontrol, den mest betydningsfulde model var samspillet mellem alle kovariater med rs12360970 efterfulgt af inddragelse af rs7003908 (tabel S5).

Dernæst vi anvendt interaktion entropi algoritmer til at understøtte fortolkningen af ​​forholdet mellem variablerne . Vi fandt den mest potente model af OSCC (CAC) som åbenbaret fra permutation test (rs207943-rs12515548-Age-PY) er synergistisk i naturen (Fig. 2A). Interessant, alder og køn bidrager til denne interaktion på en uafhængig måde med en entropi fjernelse af 1,43% og 0,56%, hhv. Den synergistiske interaktion blev også observeret i modellen består af rs207943, rs12515548, Sex og CY for OSCC udvikling fra leukoplakia (CAL), hvor alle faktorer arbejde sammen (Fig. 2B). Vi fandt alder i CAC sammenligning og tobak tygge i CAL sammenligning er de vigtigste kovarianter med 5% og 7,12% entropi fjernelse hhv. For leukoplakia udvikling rs12360870 er den stærkeste faktor (entropi forklarede: 6,35%), og alle væsentlige interaktioner er synergistisk (figur 2C.). Modellen for CC sammenligning lignede både CAC og LC sammenligninger (Fig. 2D).

Disse modeller beskriver procent af entropi forklaring ved en enkelt faktor eller to vejs interaktioner. Kasserne beskriver SNPs og faktorer med den procentdel af entropi forklaret. Interaktion præsenteres af pile og redundans ved linjer. Interaktion modeller er bygget på (A) kræft i mundhulen versus kontrol (CAC), (B) kræft i mundhulen versus leukoplakia (CAL), (C) leukoplakia versus kontrol (LC) og (D) tilfælde versus kontrol (CC).

diskussion

Den regionale genetiske og livsstil heterogenitet blandt befolkninger fra forskellige dele af Indien er blevet bemærket af mange forskere [46] – [48]. Dette stiller alvorlig hindring for den genetiske association studiet i indiske bestande. Vi dermed målrettet den midterste og lavindkomstgruppen af ​​befolkningen semi-urbane med aldersgruppen 22 til 80 år fra staten Vestbengalen i denne undersøgelse. Vi sikrede også lignende tobak vaner case og kontrol personer, der deltog i undersøgelsen. Den igangværende Million Død Study (MDS) i Indien finder en stigning i aldersspecifikke kræftrisiko skyldes tobak vane i befolkningen fra West Bengal [2]. En anden undersøgelse også rapporteret sammenslutning af oral vane og DNA-skader med OSCC og leukoplakia i disse populationer [49].

Den mest lovende tilknyttet SNP fra denne undersøgelse er rs12515548 af

MSH3-

. Denne SNP viste sig at være signifikant associeret i tre ud af fire testede i opdagelsen fase (case-kontrol, kræft-kontrol og kræft-leukoplakia) analyse sæt og også forblev signifikant i replikation fase. Ingen association blev fundet med denne SNP i GWAS af øvre aerodigestive tarmkanalen kræft, og dette er den første rapport af sammenslutning af denne SNP med OSCC. Imidlertid viste flere undersøgelser sammenslutning af andre SNPs i MSH3- og MSH6 gener i forskellige kræftformer [33], [50], [51]. Det kan bemærkes, at selv om vi har observeret relativt stærke P-værdier i foreningen test for den givne stikprøvestørrelse, magt undersøgelsen er 0,81 og der var ingen befolkningen lagdeling. Imidlertid er yderligere replikation er væsentlig i samme og andre befolkningsgrupper. Den rs12515548 er en intron SNP beliggende nær 21. exon af

MSH3-

med en ændring fra G til A (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/snp_ref.cgi?rs = 12.515.548). To funktionelle attributter kan være forbundet med denne SNP, (a) funktionalitet forudsigelse under anvendelse F-SNP [52] viste, at den mister evnen til at binde GATA-familien af ​​transkriptionsfaktorer ved ændret fra G til A (tillid score på bindende forudsigelse for forskellige GATA transkriptionsfaktorer varierer fra 88,4 til 98,4) og (b) miRBase analyse viste en forøget affinitet af HSA-mIR-374a-3p til risikoen allel (A) af SNP (score 6,9, Evalue 1,0 for allel A, score 60, Evalue 5.6 for allel G). Direkte eksperimentelle valideringer er nødvendige for at forstå dens nøjagtige funktionelle rolle, hvis nogen. Resultaterne fra indiske Genome Variation Consortium [47] og iblanding kortlægning af indiske befolkning identificeret kaste populationer af den østlige Indien som Indo-europæiske befolkning, som viser slægtskab til CEU befolkning HapMap [53], [54]. Vi således opbygge en LD kort over

MSH3-

hjælp imputerede data fra HapMap CEU befolkning og fandt en 81 Kb LD blok med rs12515548 som omfatter exon 21 (data ikke vist). Det ville være interessant at undersøge, om en sådan LD blok findes i denne befolkninger og i bekræftende fald, om rs12515548 er forbundet med nogen anden funktionel SNP af

MSH3-

. De introniske SNP rs207943 af

XRCC5

, som også viste signifikant association med OSCC udvikling, er til stede i et formodet bindingssted af transkriptionsfaktoren Skn-1 i

C. elegans

. Det binder kun med ikke-risiko G allel af SNP (F-SNP forudsigelse score 0,5, bindende score 87,1). Den humane homolog af Skn-1, NRF 1/2/3 er en vigtig transskriptionsfaktor involveret i oxidativ stress resistens [55]. De Nrf2 deficiente mus har svækket udtryk for mange afgiftende og antioxidant enzymer og er stærkt modtagelige for kræftfremkaldende induceret toksicitet og carcinogenese [56]. , Skal således den manglende evne hos Skn-1-binding med risiko allel C i dette SNP og OSCC progression, der skal undersøges nærmere.

Undersøgelsen også probet genetiske risikofaktorer forbundet med udviklingen af ​​leukoplakia og dets omdannelse til OSCC . Vi fandt forskellige SNP’er der udelukkende forbundet med udviklingen af ​​leukoplakia fra normale individer og progression af leukoplakia til kræft. For eksempel, at rs7003908 af

PRKDC

blev rapporteret være forbundet med prostata og urinblære kræft i nord-indiske befolkninger og glioblastom i USA [57] – [59]. Identifikation af en specifik risiko SNP forbundet med cancer-leukoplakia sammenligning ville være værdifuld som en prognostisk biomarkør til påvisning af tilfælde, hvor leukoplakia ville have potentialet for omstilling til oral cancer. Imidlertid er replikation af foreningen i en anden kohorte af leukoplakia patienter kræves for at validere disse resultater.

eksponering Tobakken er en kendt miljømæssig faktor i forbindelse med kræft i mundhulen og leukoplakia. Således har vi udførte foreningen test uden dens justering og stratificering de emner baseret på deres tobaksvarer eksponeringsniveauer. Den observation, at nogle polymorfe varianter af DNA-reparation og skader responsgener udviste associering til en anden tobak udsættes grupper antyder, at DNA-beskadigelse signaler differentielt behandles af forskellige polymorfe varianter af disse gener. Lignende observationer er også gjort i tidligere undersøgelser med

p53

gen polymorfier [28]. Det kan bemærkes, at disse SNP’er kan være nyttigt til udvikling af tobak-associeret prædiktiv markør for oral cancer og leukoplakia. MDR-analyse afslørede alder i OSCC og tygge i leukoplakia er de to vigtige kovarianter som samvirker synergistisk med de mest potente risiko SNPs af de respektive sygdomme (rs12515548 og rs207943 for OSCC og rs12360870 for leukoplakia). Undersøgelsen viste synergi mellem SNPs og redundans mellem livsstilsfaktorer dog uden nogen additiv effekt. Denne særlige fænomen blev også observeret med SNPs fra DNA reparation gener i andre caner typer [60]. Det kan således foreslås, at den samlede reparationskapacitet bidraget med forskellige reparation machineries og uafhængige effekter af forskellige livsstilsfaktorer er den ultimative determinant af oral cancer og leukoplakia disposition hos et individ.

Den foreliggende undersøgelse viser, at

MSH3-, XRCC5, MRE11A

og

PRKDC

at være de fire vigtigste gener, der ville ændre risikoen for disposition til kræft i mundhulen og leukoplakia i disse østlige indiske befolkninger. blev fundet polymorfe varianter af disse gener at være signifikant associeret med bryst-, pancreas, tyktarms- og ovariecancer [61] – [64]. Men til vor bedste viden ingen af ​​varianterne er identificeret i denne undersøgelse blev tidligere rapporteret at være associeret med nogen anden kræft, undtagen rs7003908.