PLoS ONE: Effekt af enkelt-nukleotid polymorfisme Rs189037 i ATM Gene om risiko for lungekræft i kinesisk: En case-kontrol undersøgelse

Abstrakt

Baggrund

Akkumuleret beviser har indikeret, at ataksi-telangiectasia muteret (ATM) gen polymorfier er tæt knyttet til lungekræft. Vi havde til formål at udforske den prognostiske værdi af rs189037 (G A)., En af ATM enkelt nukleotid polymorfier (SNPs), og afsløre, om det indebærer risiko for lungekræft i kinesisk Han-folk

Metoder

i dette hospital-baseret matchede case-kontrol undersøgelse, har 852 lungekræftpatienter og 852 raske kontrolpersoner blevet sat i forhold til at analysere sammenhængen mellem rs189037 og risiko for lungekræft på kinesisk. De enkelte nukleotid polymorfier blev bestemt ved TaqMan real-time PCR og vi brugte SPSS software til at udføre de statistiske analyser.

Resultater

Personer transporterer variant AA genotype rs189037 havde højere risiko for lungekræft (justeret OR: 1,56) end dem, der udfører GG genotype. Efter at have analyseret data fra henholdsvis forskellige grupper divideret med køn og rygning status, bemærkede vi, at risikoen effekt af AA-genotypen på lungekræft var signifikant hos kvinder, ikke-rygere og kvindelige ikke-rygere, samt risikoen effekt af GA genotype hos mandlige rygere. Sammenlignet med ikke-rygere transporterer GG genotype, rygere med mindst én En allel havde større risiko for at udvikle lungekræft end dem med GG genotype (justeret OR: 3,52 vs. justeret OR: 2,53).

Konklusioner

Denne undersøgelse antydede, at rs189037 (G A) polymorfi er associeret med risiko for lungekræft i kinesisk Han befolkning. AA-genotypen og A allel kan være farlige lungekræft signaler i kinesisk og yde bidrag til diagnostisk og behandling værdi

Henvisning:. Liu J, Wang X, Ren Y, Li X, Zhang X, Zhou B (2014) Effekt af enkelt-nukleotid polymorfisme Rs189037 i ATM Gene om risiko for lungekræft i kinesisk: En case-kontrol undersøgelse. PLoS ONE 9 (12): e115845. doi: 10,1371 /journal.pone.0115845

Redaktør: Ramon Andrade de Mello, University of Algarve, Portugal

Modtaget: August 7, 2014 Accepteret: November 29, 2014; Udgivet: 26 December, 2014

Copyright: © 2014 Liu 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:. Denne undersøgelse blev støttet af tilskud nr. 81272293 fra National Natural Science Foundation of China; BZ modtaget finansiering. 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

Lungekræft er en af ​​de mest dødbringende maligniteter og forbliver en førende årsag til kræft dødsfald i mange lande. Selvom rygning anses for at være en almindelig årsag til lungekræft, globale kræft statistik angiver, at 25% af alle tilfælde lungekræft i verden ikke skyldes rygning, herunder 15% af de mandlige lungekræft og 53% kvinder lungekræft [1] , hvilket antyder, at der er individuelle variationer omkring lungekræft carcinogener. For kinesere, forekomsten af ​​lungekræft stiger med 1,63% om året, 1,30% for mænd og 2,34% for kvinder [2]. Overvejer en stor andel af kvinder stadig ikke-rygere, mange forskere formoder miljø og livsstil er de disponerede årsager blandt kvinder [3] – [5]. Det er dog kun en del af individer udsat for kræftfremkaldende udviklet lungekræft, hvilket indebærer, at der kan være genetiske faktorer, der fører til en højere følsomhed over for kræft. Genom-dækkende forening undersøgelser (GWAS) tyder på, at en enkelt nukleotid polymorfier (SNP) i forskellige gener lokaliseret i flere kromosomer er forbundet med risiko lungekræft [6] – [9].

Ataksi-telangiectasia muteret (ATM) proteinet er et 370 kDa serin /threonin-kinase [10], men kun flere domæner er blevet klart påvist. ATM menes generelt at forblive konstante med cellerne for at holde konstitutivt udtrykkende, foreslås det at være involveret i DNA skade responset (DDR) pathway, der udløses ved omfattende DNA-beskadigelse [11]. ATM fungerer som vicevært af det genomiske sundhed, så den kan aktiveres af genomiske fornærmelser [12]. Som en central del i DNA skade responset, er ATM involveret i DNA-reparation, celle anholdelse, kromatin remodellering og celle apoptose [13]. Derudover er det spiller en rolle i oxidativ stress og cellulær metabolisme. Derfor ATM virker som en handler celle skæbne via sine største substrater. Bindingsanalyse registrerer, at ATM gen lokaliseret på kromosom 11q22-23 transkripter mRNA med en kodende sekvens af 9168 bp [14], og den er ansvarlig for ataksi telangiectasia, en autosomal recessiv arv lidelse. Epidemiologiske undersøgelser har vist, at ATM gen polymorfier er relateret til kræftrisiko herunder lungekræft, brystkræft, gliom og bugspytkirtelkræft [15].

Talrige Epidemiologiske statistiske undersøgelser har tegnet et bredere billede til at producere et forhold mellem ataxia- telangiectasia mutation og forekomsten af ​​forskellige kræft [14], [16]. Udsat for DNA-beskadigende midler, ville en række cellulære responser og reparationsmekanismer i normale celler udløses, men evnen til at reparere DNA-skader i ATM-mangel celler ville være nedsat. Som flere tidligere undersøgelser betydeligt understøtte sammenhængen mellem ATM signalvej og lungekræft modtagelighed, gjorde vi en yderligere forskning koncentrerer sig om ATM genpolymorfisme og dens sammenhæng med risiko lungekræft. Vi undersøgte fordelingen af ​​rs189037 genotyper i tilfælde og kontrolgrupper for at bekræfte, om det bidrager til risiko lungekræft i kinesisk Han befolkning.

Materialer og Metoder

Undersøgelse emner

navn på den etiske komité er Kina Medical University etiske komité, og vi opnåede etik godkendelse. Vi har uploadet en formel skriftlig afkald på etik godkendelse til dit system. Alle kapitalinteresser forudsat skriftlig samtykkeerklæring, og deres familiemedlemmer underskrevet også samtykkeerklæring. Etiske komité godkendt vores samtykke procedure.

I dette hospital-baseret case-kontrol undersøgelse, vi rekrutterede 852 lungekræftpatienter med histologisk bekræftet diagnoser. Patienter bør opfylde følgende kriterier:

1. Alle sager skal opfylde lungekræft diagnostiske kriterier af World Health Organization (W.H.O) i 2004

2 annonceret. De bør være primær lungekræft

3. De har ikke brugt kemoterapi eller strålebehandling

I samme periode blev 852 raske kontrolpersoner uden tegn på lunge eller andre kræftformer tilfældigt rekrutteret fra en lægeundersøgelse center i det samme hospital. Deltagerne var ubeslægtede etniske han-kinesere og underskrevet informeret samtykke. Face-to-face interviews af patienter og raske kontrolpersoner blev udført af to uddannede interviewere, indsamlet oplysninger, herunder demografiske data (navn, køn, alder, etc.) og rygning status. Alle oplysninger blev indtastet af Epi-info software efter gentagen kontrol og strenge kodning.

Genotypning

DNA blev ekstraheret fra 1 ml prøver af fuldblod ved hjælp af standard phenol-chloroform metoder. Genotypebestemmelse blev udført på et Applied Biosystems 7500 FAST Real-Time PCR System (Foster City, CA, USA) under anvendelse af en TaqMan SNP genotyping assay (Affymetrix Inc., Cleveland, Ohio, USA). Hver reaktion (10 pi) indeholdt 5 pi TaqMan Genotypebestemmelse mastermix, 0,5 pi primere og prober (Applied Biosystems), 2,5 pi vand og 2 pi DNA (15-25 ng /pl). Termisk cykling betingelser var 95 cykelforhold d Biosystems), 2,5 n en Applied Biosystems 7500 FASmin. Dubletter på 10% af prøverne blev re-testet for kvalitetskontrol. For at bekræfte genotypebestemmelse resultater og vurdere reproducerbarheden blev 10% duplikerede prøver sekventeret tilfældigt, og disse resultater var 100% overensstemmende.

Statistisk analyse

chi-squared test blev anvendt til at undersøge forskelle mellem patienter og kontroller. Hardy-Weinberg ligevægt blev testet under anvendelse af en Pearson chi-square test. Odds ratio (OR) og dets 95% konfidensinterval (95% CI) blev opnået ved logistisk regression metode til fastsættelse korrelationer mellem rs189037 polymorfi, og forekomsten af ​​lungekræft i kinesisk. Alle analyser blev udført ved anvendelse af SPSS 13.0 software (SPSS, Inc. Chicago, IL, USA), og en P 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant

Resultater Salg

Denne undersøgelse omfattede 852 lunge. kræfttilfælde og 852 kontroller, som var alle etniske han-kinesere.

S1 tabel præsenterer genotypen fordeling af ATM SNP rs189037 og dets foreninger med risiko lungekræft i denne kinesiske Han befolkning. I den samlede befolkning, blev rs189037 fundet at være signifikant associeret med risiko for lungekræft. Hyppigheden af ​​GG, GA og AA genotyper af rs189037 var 25,5, 53,1, 23,5% i tilfælde og 31,0, 50,9, 18,1% i kontrol hhv. Justering ulige forhold til alder, køn og rygning faktor blev en signifikant øget risiko for lungekræft observeret blandt deltagerne med homozygot variant genotype (AA) (justeret OR: 1,56, 95% CI: 1,18-2,08) sammenlignet med homozygot vilde type (GG). Desuden blev observeret, tilsvarende signifikant sammenhæng i kvindelige befolkning, sammenlignet med disse hunner bærer GG genotype, justeres eller (95% CI) af hunnerne med AA genotypen var 1,75 (1,14-2,68), hvilket betyder rs189037 AA genotype kan være en risikofaktor af kinesisk kvindelig lungekræft, mens ingen sådan virkning eksisterede blandt mænd (P 0,05).

Vi henholdsvis studerede sammenhænge mellem ATM rs189037 og risiko for lungekræft hos ikke-rygere og rygere. I rygning befolkning (S2 Table), GG, GA og AA genotyper af rs189037 var 25,2%, 52,2%, 22,6% i tilfælde og 31,9%, 47,3%, 20,9% i kontroller. Vi fandt, at mandlige rygere transporterer rs189037 GA genotype viste en øget risiko i forhold til mandlige rygere transporterer homozygot vildtype (GG) (justeret OR: 1,63, 95% CI: 1,04-2,55), men ingen signifikante associationer kunne findes i den samlede rygere eller kvindelige rygere (P 0,05). I ikke-ryger befolkning (S3 Table), genotype fordeling af rs189037 GG, GA, AA-type var 25,9%, 49,6%, 24,5% i tilfælde og 30,6%, 52,7%, 16,8% i kontroller. Efter vi analyserede data i ikke-rygere, fandt vi rs189037 AA genotype luftfartsselskaber viste en øget risiko for lungekræft sammenlignet med homozygot vildtype (GG) i ikke-rygere (Justeret OR: 1,73, 95% CI: 1,18-2,52) . Separate analyser viste, at risikoen for lungekræft effekt af AA-genotypen var signifikant i kvindelige ikke-rygere (Justeret OR: 1,86, 95% CI: 1,08-3,21)., Men ingen mening i mandlige ikke-rygere

som vist i S4 tabel, antog vi ikke-rygere, der bærer vildtype GG genotype af rs189037 som reference, og vi fandt, om rygerne bære en allel eller ej, de alle havde en øget risiko for lungekræft. Hvad mere er, rygere med mindst én En allel havde en 1,39 gange øget risiko for at udvikle lungekræft end rygere transporterer GG genotype (justeret OR: 3,52 vs. justeres eller: 2,53).

Diskussion

Der er ikke kun en stor del af, men også forskellige former for ætiologier for lungekræft, men ikke alle er klar nu. For kinesere er forekomsten af ​​lungekræft stigende året. Vi gjorde dette case-kontrol undersøgelse at grave ud sammenhængen mellem ATM enkelt (SNP) rs189037 og risiko for lungekræft i en kinesisk befolkning, som støttede, at genetisk faktor spillede en vigtig rolle i de enkelte lungekræft modtagelighed.

i den foreliggende undersøgelse har vi valgt og genotypebestemt rs189037 i promotorregionen af ​​ATM gen lokaliseret på 11q22-23, er der en statistisk signifikant sammenhæng mellem rs189037 og risiko for lungekræft i denne kinesiske Han befolkning. Foreningen er i overensstemmelse med en sti-analyse i 2012, Dong J et al. undersøgt 218 SNPs i 50 DNA reparation gener i 568 lungekræft overlevelse og fundet 6 SNPs forbundet med lungekræft prognose, herunder ATM rs189037, MRE11A rs11020802, ERCC2 rs1799793, MBD4 rs140693, XRCC1 rs25487 og PMS1- rs5742933 [8]. Sammenlignet med den homozygot vildtype (GG) i vores kinesiske folk, vi observerede deltagerne med den homozygote variant genotype (AA) i ATM SNP rs189037 bidraget til øget risiko lungekræft (justeret OR: 1,56, 95% CI: 1,18-2,08). Adskillige tidligere undersøgelser viste, at personer, der bærer AA genotype rs189037 havde større risiko for brystkræft [17] og kræft i mundhulen [18], som foreslog, at variant AA genotype kan være en farlig signal for at udvikle malignances, og Xu L et al. påpegede, at vilde genotype GG af rs189037 var en beskyttende virkning mod differentieret thyreoideakarcinom (DTC) [19]. Vi antog, at GG genotype også kan være beskyttende gen mod lungekræft. Ud over malign tumor, AA genotype af rs189037 også har negative virkninger på andre sygdomme, fx Xiong H et al. tilkendegivet, at AA-type kunne forudsige alvorlig stråling pneumonitis hos patienter med ikke-småcellet lungekræft efter endelig strålebehandling [20]. Studiet af Li et al. viste, at både AA genotype og A-allelen var forbundet med en øget risiko for idiopatisk nonobstructive azoospermi (INOA) [21]. Men der er flere undersøgelser, der konkurrerer med vores forskning. I den tidligste forskning om forholdet mellem rs189037 og lungekræft, Kim et al. inviterede 616 lungekræftpatienter i koreanske befolkning og vurderede flere ATM genotyper hver for sig, men ingen signifikant sammenhæng blev fundet mellem denne polymorfi og risikoen for lungekræft (P 0,05) [22]. I 2010, Lo et al. genotypet 9 SNPs i 730 lungekræftpatienter og 730 raske kontrolpersoner i Taiwan, men fandt ikke sammenhængen mellem rs189037 og risiko for lungekræft blandt alle kapitalinteresser (P 0,05) [23]. I 2013 Hsia et al. undersøgte 358 lungekræftpatienter og 716 kontroller i Taiwan, heller ikke de finde foreningen. De fandt ingen genotype frekvens forskel mellem lungekræfttilfælde og kontroller blandt rygere (P 0,05) [24]. Disse modstridende resultater kan skyldes flere årsager. For det første, for det andet forskning befolkning fra forskellige områder, de forskellige former for miljøer og livsstil vil påvirke lungekræft modtagelighed. For det andet kan ryge status modulere lungekræft risiko og være en confounder i foreningen. På toppen af ​​dette, blev de fleste af research begrænset af lille størrelse befolkning. Når de offentlige opmærksomhed er blevet henledt på risikofaktorer herunder rygning eksponering, indendørs miljø og livsstil i kinesiske kvinder [5], [25], bør vi også være mere opmærksomme på individuelle genetiske faktor. I vores undersøgelse var signifikant sammenhæng mellem rs189037 AA genotype og risiko for lungekræft observeret i kinesiske kvinder (justeret OR: 1,75, 95% CI: 1,14-2,68), men ikke i kinesiske mænd. Dette viste, at AA-genotypen kan være en farlig signal af kinesisk kvindelig lungekræft.

I betragtning af rygning status, vi studerede rs189037 i ikke-rygere og rygere hhv. Interessant, vi er i tråd med Lo et al. om risiko for lungekræft hos ikke-rygere [23], viste AA genotype luftfartsselskaber en øget risiko i forhold til vildtype GG genotype hos ikke-rygere (justeret OR: 1,73, 95% CI: 1,18-2,52). I yderligere separate analyser, fandt vi, at de kinesiske kvindelige ikke-rygere, der bærer AA-genotypen var mere tilbøjelige til at udvikle lungekræft end andre transporterer GG genotype, hvilket er i overensstemmelse med den nyligt offentliggjorte resultat af et andet hold i vores laboratorium, de genotype rs189037 i 487 lunge cancerpatienter og 516 raske kontroller. Deres undersøgelse foreslået, at AA-genotypen kan være en risikofaktor for lunge adenocarcinom i kinesiske kvindelige ikke-rygere uden madolie røg eksponering (justeret OR: 1,89, 95% CI: 1,03-3,49, P = 0,040) [26]. Der var en bemærkelsesværdig fænomen i vores undersøgelse, fandt vi ingen signifikant sammenhæng mellem rs89037 og risiko for lungekræft hos mænd (P 0,05), men mandlige rygere bærer GA genotype havde en øget lungekræft incidens (justeret OR: 1,63, 95% CI: 1,04-2,55). Vi observerede en øget risiko for lungekræft hos kvinder bærer rs189037 AA genotype (justeret OR: 1,75, 95% CI: 1,14-2,68), men kvindelige rygere med variant genotype var ikke forbundet med risiko for lungekræft (P 0,05). Det er et almindeligt anerkendt faktum, at rygning status i høj grad påvirker risikoen for lungekræft. Uanset rs189037 genotyper blev risikoen for lungekræft hos rygere steget (GG typen Justeret OR: 2,53, GA + AA-type Justeret OR: 3,52). Lungekræft risiko effekt af en allel tilføjet til stillingen, at rygere med mindst én En allel havde en 1,39-fold øget risiko for at udvikle lungekræft end GG bærer. Tobaksrøg er en kompleks blanding, der indeholder en lang række mutagener og carcinogener. SNP’er af forskellige gener kan deltage i at påvirke dopamin belønningsmekanismerne grund nikotin, carcinogen metabolisme og afgiftning [27]. På molekylært niveau, kunne både gen-polymorfier og carcinogener ændre individuelle evne af DNA-reparation, cellecykluskontrol og andre cellulære responser.

Rs189037 er en enkelt-nukleotid polymorfisme (SNP) placeret i promotorregionen (ikke-kodende region) af ATM-genet. Rs189037 polymorfi kan ikke direkte påvirke aminosyre kodning af ATM protein. Så det er muligt at deltage i splejsning, indgreb, ændring, beslutsomhed proces skiftende RNA stabilitet og derefter påvirker ekspressionsniveauet af ATM protein [17]. For at finde ud af hvordan denne polymorfi regulerer ATM mRNA-ekspression, Tie Chen et al. analyseret sekvenserne omkring SNP rs189037 og viste, at AP-2a binder til SNP-stedet til at undertrykke ATM transkription [28], ifølge den bioinformatik analyse ved Leask et al. i 1991 [29]. Til dato har ATM proteinkinasen blevet straightly betragtes som en DNA-skader sensor og en af ​​terapeutiske mål for cancer [30]. Akkumuleret beviser har vist, at ATM protein aktiveres øjeblikkeligt som reaktion på DNA dobbelt streng pauser (DSB) forårsaget af enten genetisk programmeret eller udseendet af udvalgte eksogene faktorer [31], [32]. Med henblik på hurtig og præcis fornemmelse og udbedring af skader i cellulær læsion, signalet genereres at rekruttere ATM kinase til DSB sites og forårsage phosphorylering af multiple ATM substrater [32]. Celler har dannet komplekse molekylære netværk til at sanse DSBs og koordinere deres reparation. Personer, som har mangler i de evner ovenstående kan føre til celledød, somatiske mutationer og kræftfremkaldende stoffer [31]. ATM fremmer rekombination af DSB mellemprodukter og forhindrer brudt DNA-ender fra kromosom mutation [33]. ATM mutation fører til cancer-prædisponerende genetiske lidelse ataxia-telangiectasia (A-T), som hører til genom-ustabilitet syndromer [34]. Akkumuleret beviser har vist, at ATM gen polymorfier er tæt knyttet til lungekræft [35] – [37]. Desuden kan potentielt funktionelle polymorfier i ATM-genet fungerer som potentiel forudsigelse biomarkør for kræft [8], Vi observerede sammenhængen mellem rs189037 polymorfi i ATM-genet og lungekræft i en kinesisk Han befolkning, som giver bevis for rs189037 at være en forudsigelse biomarkør for lungekræft. Derfor baseret på data fra forskellige typer af SNPs, biosensorer kunne designes [38] for at beskytte normale væv fra cytotoksiske virkninger i behandling, øge terapeutisk effekt af genotoksiske lægemidler eller andre behandlinger.

Konklusioner

Afslutningsvis vores forskning viste, at ATM rs189037 enkelt nukleotid polymorfisme var forbundet med risiko for lungekræft i kinesisk Han befolkning. AA-genotypen og A allel kan øge modtageligheden for lungekræft. Vores undersøgelse forudsat stærke beviser for yderligere forskning af store befolkning i forskellige racer. Desuden er bidraget fra ATM genmutationer til kræft modtagelighed betragtes en lys lampe for Epidemiologisk Kræftforskning.

Støtte Information

S1 Table.

Genotype distribution af ATM rs189037 og dets foreninger med risiko lungekræft

doi:. 10,1371 /journal.pone.0115845.s001

(DOCX)

S2 Table.

Rs189037 genotype distribution og risiko for lungekræft hos rygere

doi:. 10,1371 /journal.pone.0115845.s002

(DOCX)

S3 Table.

Rs189037 genotype distribution og risiko for lungekræft hos ikke-rygere

doi:. 10,1371 /journal.pone.0115845.s003

(DOCX)

S4 Table.

Genotype distribution af rs189037 og rygning og lungekræft risiko

doi:. 10,1371 /journal.pone.0115845.s004

(DOCX)

S1 data.

første data-genotypning resultater

doi:. 10,1371 /journal.pone.0115845.s005

(XLS)