PLoS ONE: Mass homozygote Akkumulering i NCI-60 cancercellelinier Som Sammenlignet med HapMap Trios og Relation til Fragile site Beliggenhed

Abstrakte

Løber af homozygositet (ROH) repræsenterer udvidet længde homozygote på en lang genomisk afstand. I onkologi, er det kendt som tab af heterozygositet (LOH) hvis der udelukkende identificeret i kræftcellen snarere end i matchet kontrol celle. Undersøgelser har identificeret flere genomiske regioner, der viser konsekvent ROH i forskellige former for cancer. At forespørge om der kan observeres denne sammenhæng på bredere spektrum, både i flere cancertyper og i bredere genomiske regioner, undersøgte vi ROH mønstre i National Cancer Institute 60 cancer cellelinje panel (NCI-60) og HapMap kaukasiske sund trio familier. Brug af resultater fra Affymetrix 500 K SNP arrays, rapporterer vi et genom bred signifikant sammenhæng af ROH regioner mellem NCI-60 og HapMap prøver, med meget en højere grad af ROH (11 gange) i kræftceller. Analyse viser, at mere alvorlig ROH fundet i cancerceller synes at være en udvidelse af eksisterende ROH i sund tilstand. I HapMap trioer, den voksne undergruppe havde en lidt men signifikant højere niveau (1,02 gange) af ROH end gjorde den unge undergruppe. I flere ROH regioner observerede vi samtidig forekomst af skrøbelige steder (FRA’er). Men FRA på genomet brede niveau ikke viser en klar sammenhæng med ROH regioner

Henvisning:. Ruan X, Kocher J-PA, Pommier Y, Liu H, Reinhold WC (2012) Mass homozygoterne Ophobning i NCI-60 kræftceller i forhold til HapMap Trios og Relation til Fragile site Placering. PLoS ONE 7 (2): e31628. doi: 10,1371 /journal.pone.0031628

Redaktør: Patrick Tan, Duke-National University of Singapore Graduate Medical School, Singapore

Modtaget: Juni 1, 2011; Accepteret: 15 januar 2012; Publiceret: 9 feb 2012

Copyright: © 2012 Ruan 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 støttet af Intramural Research Program for National Institutes of Health, center for Cancer Research, National Cancer Institute, og også af National Science Foundation ABI: 0845523 og National Institute of Health R01LM009959A1. 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

i diploide organismer, SNPs er kategoriseret i heterozygote og homozygote henhold til forskellen /identitet mellem faderlig og mødre alleler. Tab af heterozygositet (LOH) [1] i en celle repræsenterer betingelserne for tab af normal funktion af en allel, når den anden allel allerede blev inaktiveret. LOH kan forårsage tumorsuppressorgen tab af funktion, som er forbundet med onkogenese [2].

genomiske regioner ramt af LOH ofte udviser en forlænget længde homozygote SNPs, som danner regioner med lav mangfoldighed mellem to kopier af DNA . Studier i

E. coli

[3],

Trypanosoma brucei

[4] og mus [5] viser vigtigheden af ​​udvidet sekvens lighed /forskellighed i at fremme /forebyggelse af homolog rekombination. Denne rekombination, hvis skete under mitotisk proces, måske relateret til efterfølgende LOH [6] og påvirker genom stabilitet [7], [8]. Undersøgelse af Bacolod, M.D. [9] viser, at kolorektal cancer patienter har gennemsnitlige varighed af identisk med afstamning region to gange længden af ​​sund befolkning. Baseret på de kolorektal cancer data, de senere foreslået en kræft-gen aktivitet model (CGAM) [10] i et forsøg på at forklare, hvordan autozygosity påvirker kræft disposition. Ligeledes en undersøgelse fra Assie, G

et al.

[11] undersøgte bryst-, prostata-, hoved og hals karcinomer og fundet 16 fælles loci, der har øget germlinie homozygositet frekvens.

Fra disse tidligere arbejder, konkluderer vi, at 1) LOH er relateret til sygdomme og 2) i cancer kan der være en forlængelse af kimcellelinje homozygot region. Dette er blevet vist population klogt i nogle typer af cancer, og i visse loci på tværs af tre forskellige typer af carcinom. Spørgsmålet er, om dette fænomen kan ekstrapoleres til flere kræftformer på hele genomet skalaen. Vi hypoteser, at den øgede størrelse af homozygote regioner i kræft skyldes udvidelsen af ​​regioner findes i kimcellelinje. Vi er også hypoteser, at den genomiske position homozygote regioner, der ikke er jævnt fordelt over genomet (konserveret på tværs af individer) og kunne derfor afhænge af de lokale egenskaber af det genomiske DNA. Endelig er vi postulere, at homozygote regioner i kimcellelinje, der dramatisk forlænget i kræft kunne have den naturlige tilbøjelighed til at forbruge på ældning. I dette manuskript vil vi henvise til disse homozygote regioner kørsler af homozygositet (ROH).

Vi har udført et genom bred sammenligning af ROH position og længde i kræft cellelinier fra NCI-60 bibliotek samt i germline prøver fra unge og voksne individer fås fra 30 HapMap kaukasiske trio familier. Vi undersøgte også, hvis der foreligger en nærhed forhold mellem ROH positioner og skrøbelige steder (FRA), der gennemgår oftere DNA-skader reparationer. Derudover undersøgte vi tilsvarende forhold mellem ROH og microRNA (miRNA) websteder, der har vist sig at være forbundet til FRA regioner [12].

Materialer og Metoder

NCI-60 Kræft Cell Line og HapMap prøver

NCI-60 blev udviklet som en anticancer lægemiddel skærm panel af US National Cancer Institute (NCI), Developmental Therapeutics Program (DTP, https://dtp.nci.nih.gov/) [ ,,,0],13]. Den indeholder 60 Caucasian tumorcellelinier fra hjernen (BR), centralnervesystem (CNS), colon (CO), lunge (LC), hvide blodlegemer (LE), melanocytstimulerende (ME), ovarie (OV), prostata (PR ) og renal (RE). Detaljerede oplysninger om NCI-60 er tilgængelig på CellMiner hjemmeside (https://discover.nci.nih.gov). For at forberede cellelinjer til Affymetrix 500 K SNP-array analyse blev frosne lagre af NCI-60 fås fra NCI Developmental Therapeutics program (NCI DTP). Cellerne blev dyrket som tidligere [14] beskrevet, og derefter optøet, som er tilføjet i RPMI 1640 (Lonza Walkersville, Inc.) indeholdende 5% føtalt kalveserum (Atlantic Biologicals) og 2 mM glutamin (Invitrogen Corporation). For kompatibilitet med vores andre profilering undersøgelser, brugte vi den samme batch af serum, der anvendes af DTP, og de procedurer, der blev udført eller overvåget af samme forsker (VIF). Den kolon cellelinje HT29 blev fjernet på grund af forurening. Resultater af to gentagelser på æggestokken cellelinje OVCAR-3 blev fusioneret, og afvigende resultater blev sat til at ukendte. Efter udstødelse og fusionere, blev SNP-array data fra 59 cancer cellelinjer anvendt i den endelige analyse. Den NCI-60 Affymetrix 500 K SNP-array data er offentligt tilgængelige fra Gene Expression Omnibus (GSE32264).

Den internationale HapMap Project er et multi-land for at identificere og katalogisere genetiske ligheder og forskelle i mennesker (http : //HapMap.ncbi.nlm.nih.gov/). Kun HapMap prøver med europæisk oprindelse blev brugt til at minimere den etniske forskel med NCI-60 prøver. blev analyseret i alt 59 cancer cellelinjer og 30 normale HapMap CEU trio familier (30 børn (unge) +60 forældre (voksen)) genotypede med Affymetrix 500 K SNP-array. Genotype opkald blev foretaget ved hjælp af Affymetrix Power Tool (APT) (Linux version 1.12.0) ved hjælp af BRLMM algoritmen (https://media.affymetrix.com/support/technical/whitepapers/brlmm_whitepaper.pdf) på standard konfidensniveau ( = 0,5). Den gennemsnitlige “NoCall” sats er 4,2% i NCI-60 og 0,5% i HapMap prøver.

Identificer Kører af homozygositet (ROH), ROH frekvens (ROHF) og hemizygot sletning frekvens (HDF)

Eksisterende undersøgelser identificerer primært ROH ved at flytte en fast størrelse vindue langs SNP genotyper og afsløre lange strækning af homozygote. Ulemper ved denne ordning er 1) er der ingen standardiserede kriterier for at kalde ROH, 2) forskellige indstillinger på vinduets størrelse, homozygot SNP nummer, indkvartering for genotypning fejl, eller homozygote strække tærskel længde kan i væsentlig grad påvirke resultatet [15]. For at undgå bias, der kan opstå fra uhensigtsmæssigt udvalgte kriterier, blev ROH i den aktuelle undersøgelse primært opdaget af grundlæggende Hidden-Markov Model (HMM) procedure foreslået af Beroukhim R.

et al.

[16]. Mens stadig vilkårlig, HMM er mindre følsom over for indflettet heterozygoter i at den sporer tilstandsændring mellem lave og høje heterozygositet satser. Selv HMM primært blev brugt til at detektere LOH, dens funktionsprincip gør den anvendelig til ROH afsløring. Ved at placere den position, hvor overgangen sandsynligheden er højere end en given tærskelværdi, HMM adskiller ROH fra normale heterozygoti regioner. Basic-HMM procedure til rådighed i dChip software (Version 2010/01) [17] blev brugt til at udføre analysen med standardindstillinger. SNPs anmærkninger fra menneskelige genom build 19 blev anvendt. Foruden HMM algoritme, vi også anvendt Plink (Version 1.07) (https://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink/) [18] (baseret på vinduet fast størrelse) som en alternativ måde at opdage ROH. De parametre, der anvendes i Plink leveres som (tabel S5).

ROH frekvens (ROHF) defineres som andelen af ​​prøver med ROH for hver SNP locus. For at reducere baggrundsstøj i beregningen ROHF er ROHF i FRA regioner beregnet ved at tage middelværdier af den øvre 95

percentil ROHF i ± 5 Mb rækkevidde.

Kopiér nummer variation blev beregnet ved pennCNV [ ,,,0],19], som giver heltal kopi nummer estimat. Kopitallet oplysninger blev anvendt til at beregne hemizygote deletion frekvens (HDF), der er defineret som andelen af ​​prøver med kun 1 kopi af allel for hver SNP locus. Det gennemsnitlige antal SNP med hemizygote sletning er omkring 25.000 (5% SNPs på 500 K-array). Den maksimale HDF er 0,24 i NCI-60 cellelinjer.

miRNA og FRA database

Oplysninger om 1049 miRNA blev opnået fra miRBase www.miRNAbase.org (Version 16) [20]. Efter at have udelukket journaler placeret på kromosom X og Y, blev 955 miRNA optegnelser involveret i aktuelle analyse. FRA oplysninger blev indhentet fra HUGO Gene nomenklaturudvalget (HGNC) www.genenames.org/cgi-bin/hgnc_stats.pl (Seneste opdatering 09/11/10). Totally 111 FRA’er placeret på autosomer var involveret i aktuelle analyse. Da der kun FRA’er ‘cytogenetisk position er tilgængelig, vi konverterede disse positioner i genomiske koordinater som følger. En database omfattede 42,574 gen poster (opnået fra NCBI Entrez Gene database) med både cytogenetiske og genomisk placering blev brugt til at kortlægge den genomiske placering af FRA’er. Som følge heraf blev minimum genomisk start og maksimale genomiske endepositioner anvendes til at repræsentere FRA regionen, og middelværdien blev anvendt til at repræsentere FRA placering (som angivet på 4

th bar i figur 1). For hver FRA, vi overvejet, baseret på en rekombinationshastigheden mindre end 0,5, at ± 5 Mb kan anvendes som en maksimal afstand i vores søgen efter FRA relaterede genomiske ændringer. Vi reducerede også regionen ned til ± 1 Mb, når man analyserer miRNA-FRA forhold.

Røde pile til højre angiver FRA’er med gennemsnitlige øvre 95

percentil ROHF større end 0,5 i en ± 5 Mb nærhed . Røde stjerner angiver høje ROHF bånd (gennemsnitlig øvre 95

percentil ROHF 0,6) uden FRA i ± 5 Mb nærhed. Sjældne FRA-kontrakter er markeret med rød farve. Mellemrummene mellem sektioner af kromosomer (for eksempel ved 130 Mb nukleotider kromosom 1) indeholder centromeren. Den øverste del svarer til

s

arm, og nederste del svarer til

q

arm.

Statistisk analyse

ROHF korrelationskoefficienter (tabel 1 12

th kolonne) mellem NCI-60 og HapMap prøver blev opnået efter justering for SNP tæthed og HDF. Korrelationsfaktorer P-værdier blev yderligere justeret ved Bonferroni korrektion.

Voksen og unge undergrupper er forskellige i størrelse (

N

voksen = 60,

N

ung = 30), således direkte sammenligning på deres ROHF ville være upassende (overveje SNPs hvor kun én voksen og nul ung har ROH). For at eliminere bias, vi skrumpet antallet af voksne til 30 personer af ikke-redundante re-sampling. 1000 tilfældige voksne datasæt blev dannet. ROHF blev beregnet for hver datasæt. For hvert locus gennemsnitsværdien blev anvendt til at repræsentere den voksne ROHF, der blev sammenholdt med unge ROHF at bestemme statistisk signifikans (Student t-test efterfulgt af Bonferroni-metode). Nulhypotesen er, at der ikke er nogen signifikant forskel i ROHF mellem voksne og unge. For at estimere effekten af ​​testen, vi også beregnet andelen af ​​datasæt med positiv ROHF

diff (= ROHF

voksen-ROHF

unge) blandt datasæt, der viser signifikant forskel mellem voksne og unge.

Pathway analyse blev udført ved at vælge SNPs med ROHF forskel rangeret top 5000 (ROHF

diff = 0,59), 10000 (0,54), 15000 (0,51), 20000 (0,49), og 25000 (0,47) mellem NCI 60 og HapMap prøve, samt mellem HapMap voksen og unge undergrupper. SNPs udvalgt ved at anvende disse forskellige cutoff indstillinger blev analyseret med GeneGO web-værktøj (GeneGO Inc.) til at rapportere veje beriget med betydelige SNPs.

For at undgå bias forårsaget af kønskromosomer, både kromosom X og Y blev udelukket fra nuværende analyse. Alle analyser blev udført ved hjælp af R-version 2.10.0 i Unix miljø.

Resultater

ROH i NCI-60 og HapMap prøver

Figur 1 illustrerer ROHF blandt de NCI-60 og HapMap prøver, samt de fysiske placeringer af miRNA og fRA sites. Den gennemsnitlige ROHF er 0,32 for NCI-60, og 0,03 for HapMap prøver (tabel 1). Generelt vi observere massive ROH events fordelt over hele genomet for NCI-60 cellelinjer. Kromosomer 9p, 13q, og 17p har de højeste niveauer af ROH, med gennemsnitlig ROHF være 0,60, 0,51, og 0,57 hhv. Det samme kromosom regioner med forøget ROHF i NCI-60 viste sig at forekomme i de HapMap ikke-kræft prøver, men med lavere ROHF (figur 1). Væsentlige korrelationer mellem NCI-60 og HapMap ROHF blev fundet på alle kromosomerne før og efter korrektion for SNP tæthed og HDF (tabel 1, 12

th kolonne). Lignende mønstre blev observeret ved anvendelse Plink at beregne ROH (data ikke vist). Vi analyserede også HapMap CEPH Affymetrix 100 K array-data og fundet ROHF mønster samme som fra 500 K array (data ikke vist), hvilket indikerer, at de observerede mønstre er uafhængige af platform, der anvendes til genotypebestemmelse samt af ansøgningen anvendes til at beregne RoHS . Mistanke om, at regioner med højere niveau af ROHF i sund tilstand har stærkere ROHF korrelation mellem NCI-60 og HapMap prøver, vi anvendte en trinvis stigende cutoff på SNPs i henhold til deres ROHF niveauer i HapMap prøver. Resultaterne viser en trinvis stigning i korrelationskoefficienten 0,34-0,5 som cutoff stiger fra 0,1 til 0,95 fraktil (Figur S1). Dette indikerer, at regioner med eksisterende ROH i sund tilstand er mere tilbøjelige til at have et højere niveau af ROHF i kræftceller. Vi analyserede også de HapMap trioer i henhold til deres status som voksen eller ung (detaljeret information alder ikke er til rådighed, er så kun voksen /ung stratificering anvendes). Både parret og un-parret t-test viste signifikante ROHF forskelle mellem voksne og unge undergrupper (p 1.1E-10 efter Bonferroni justering) med et gennemsnit på 0,06% højere ROHF i voksen undergruppe over hele genomet (3,36% i unge, 3,42 % hos voksne). Blandt de 1000 tilfældigt genererede voksne datasæt (følgende tal i parentes er fra Plink fradrag), 662 (833) har ROHF

diff 0 og 747 (743) har P 10

-7 (P 0,05 efter Bonferroni justering, to-halet student t-test). Blandt de 747 (743) datasæt med betydning, 552 (686) har ROHF

diff 0. Det svarer til en andel på 73,9% (92,3%).

ROHF og fremtidige rentesikringsaftaler

Vi har ikke observere en klar sammenhæng mellem FRA og ROHF på hele genomet skala, De udviser negativ korrelation i NCI-60, og positiv korrelation i HapMap prøverne. Deres sammenhænge på forskellige kromosomer viser også forskellige retninger (tabel 1). På trods af denne uklare forhold, vi faktisk observerede co-forekomsten af ​​flere højt ROHF bands med FRA’er. Blandt de 111 anerkendte FRA, er der 30 bands med en gennemsnitlig øvre 95

percentil ROHF højere end 0,5 (1,64 standardafvigelse over betyde ROHF) i nærheden af ​​FRA’er (tabel 2, 4

th kolonne). For disse FRA’er ser vi klare ROH bands blandt HapMap prøver, og også blandt de NCI-60 prøver (med højere ROHFs) på samme fysiske placering. Desuden 4 FRA’er have mindst 0,5 ROHF forskel mellem de NCI-60 og HapMap prøver (tabel 2, 6

th kolonne, vist med rødt). På grund af den beregningsmæssige lighed mellem ROH og LOH, sammenlignede vi ROHF med tidligere rapporterede LOH frekvens omkring FRA’er. For FRA16D [21], [22], FRA7G [23] og flere andre FRA’er, der tidligere blev rapporteret at have LOH i umiddelbar nærhed, blev lignende fund også observeret i vores data. Cell line specifik analyse viste 50% ROHF i nyrekræft cellelinjer på FRA3B, og 57,1% i æggestokkene ved FRA6E, hvilket er tæt på den rapporterede værdi på 69% i renalcellecarcinom for FRA3B [24], og 72% i kræft i æggestokkene for FRA6E [25].

Flere høje ROHF bands har ingen anerkendte FRA’er i deres nærhed. Tabel 3 viser i alt otte top ROH bånd med gennemsnitlig top 95

percentil ROHF spænder 0,551-0,879 men ingen anerkendte FRA’er nærheden. Båndene er også markeret med rød stjerne i figur 1. To af disse ROH bånd er placeret på kromosom 16 centromeren. En liste over gener lokaliseret i disse ROH bånd findes i tabel S1. På den anden side, vi observeret, at 81 ud af 111 FRA’er ikke har tilknyttet en betydelig ROHF elevation i nærliggende regioner (tabel S2).

ROHF og miRNA

Calin G.A.

et al.

[12] foreslået en mulig sammenhæng mellem FRA’er og miRNA placering (forekomst af 186 miRNA gener inden for ± 1 Mb FRA’er er 13 (forhold = 0,07)). For at få et samlet overblik over forholdet mellem FRA, miRNA og ROH banding, indarbejdet vi miRNA data i denne undersøgelse. Blandt 955 miRNA undersøgt i vores undersøgelse, 63 var inden for ± 1 Mb vifte af FRA steder (ratio = 0,066). Dette tal steg til 334 efter en stigning til ± 5 Mb rækkevidde (forhold = 0,35). Pearson korrelation analyse viser ingen sammenhæng mellem miRNA placering (± 1 M interval) og ROHF niveauer (figur 1, s 0,05 efter Bonferroni korrektion). Derudover undersøgte vi samtidig forekomst af miRNA og FRA med ROHF elevation. I ± 5 Mb nærhed af FRA’er med ROHFs højere end 0,5, det gennemsnitlige antal miRNA er 3.30. Dette nummer er 2.94 for FRA’er med nærliggende ROHFs lavere end 0,5.

Pathway Analyse

Vi analyserede SNPs med de øverste ROHF forskelle (Se statistisk analyse afsnit for detaljer) mellem voksen og unge undergrupper, samt mellem NCI-60 og HapMap prøver (Figur S2). For den voksne end hos yngre undergruppe, de højest rangerede proces er den kemotaksi proces (figur 2). Generne til stede i denne kategori er markeret med faste røde cirkler i figur 2, og tabuleret i tabel S3. På NCI-60 versus HapMap prøver, de højest rangerede processen er G1_S cellecyklusprocessen (figur S3 og tabel S4), hvilket indikerer en ændring i adskillige kendte onkogener, såsom P53 og LATS2. For disse to gener ser vi ROHF stigninger så højt som 61% og 50% i NCI-60 sammenlignet med HapMap prøver.

Pathway analyse på SNP’er med top ROHF forskel mellem voksen og unge undergrupper viser involveringen af kemotaksi proces. Red udfyldte cirkler viser gener dækker SNPs med top ændring (se afsnittet statistik for detaljer)

Diskussion

Studier i prokaryoter og eukaryoter [3] -. [5] viser, at stor lighed genomiske regioner kan inducere homolog rekombination, der blev foreslået som en årsag til LOH i pattedyrcelle [6] og har komplekse rolle i genomisk stabilitet [7], [8]. I denne undersøgelse har vi afhørt sekvensligheden ved at detektere ROH status på 500 K-array gennem basisk-HMM model samt Plink ROH modul. Analyse på NCI-60 cancercellelinier og HapMap trioer viser stærkt lignende ROH mønstre (figur 1), der kun adskiller sig i styrke. Den aktuelle resultat viser, at den massive ROH observeret i cancerceller kan være en forlængelse af de lavere niveauer ROH observeret i raske celler. Vi anser det aktuelle fund har bred anvendelighed af flere grunde. Først er den foreliggende undersøgelse baseret på 60 forskellige cancercellelinjer, som udelukkede den potentielle skævhed forårsaget af den unikke genetiske konstruktion af en specifik type af cancer. For det andet, snarere end at bruge patient-matchet kontrol (kim-linje) DNA-prøver opnået fra ikke-tumorvæv, undersøgelsesgruppen og kontrolgruppen er helt un-matchede. Således deres lighed i ROH mønster er ikke på grund af tilstedeværelsen af ​​den samme genetiske baggrund, og kan afspejle en mere generel tilstand af humane genom. Endelig NCI-60 cellelinier, der anvendes til den aktuelle SNP array analyse har passage nummer under 30 [26]. Dette bør minimere den potentielle effekt af kultur-induceret genomisk ændring [27]. På den anden side, vi observeret, at voksne undergruppe har højere niveau af ROH end hos yngre i HapMap Caucasian trioer (p 1.1E-10 efter de strenge Bonferroni tilpasning). Siden 1.) nøjagtig de samme HMM model parametre anvendes til at kalde ROH selvstændigt hos voksne og unge undergrupper, og 2) det er ubegrundet at hypotesen, at unge bør født med lavere ROH niveau end voksne, vi er nødt til at acceptere den alternative hypotese og foreslår, at løbende ROH skete i voksne fra tidspunktet for deres egen zygoter dannelse til zygoter dannelsen af ​​deres barn. Værd at nævne er, at cellelinjer snarere end original lymfocyt DNA blev brugt i HapMap SNP array analyse. Således kan man ikke udelukke, at den observerede forskel kan skyldes kultur-induceret mutation eller forskellige passage nummer. Men den nuværende observation er i overensstemmelse med rapporterede højere LOH i gamle celler i modelorganismer [28]. Lignende observation blev også gjort i menneske ved Moragoda

et al.

[29], som beskrevet alder-associeret maveslimhinden LOH blandt raske mennesker over 60 års alderen. Ikke desto mindre, er yderligere undersøgelser nødvendige for at belyse, om ROH niveauforskel observeret i vores undersøgelse er et resultat af ældning, sygdom, eller epigenetiske faktorer.

Vores data viser nogle samtidig forekomst af FRA’er og høj ROHF band i samme genomiske region. Denne observation er i overensstemmelse med tidligere resultater gjort i nogle genomics regioner [21], [23]. Det blev foreslået, at AT-rige natur FRA sekvenser kunne give dem en meget variabel art [30] – [32]. For nogle FRA’er, gjorde vores data ikke gengive den høje ROHF band som angivet i historiske undersøgelser af enkelt caner type. En mulig forklaring er, at evnen til FRA’er at fremkalde ROH er forskellig på tværs kræftformer. Da den inter-væv ROH lighed Heatmap viser et unikt mønster af ROH i flere cancer vævstyper (figur S4), således formentlig kun FRA’er, der kan fremkalde ROH tværs af forskellige cellelinjer vil vise association med høj ROHF. Dog kunne ingen klar sammenhæng observeres ved genomet-plan mellem FRA’er og høj ROHF. Dette antyder, at selv om FRA’er kan spille en rolle i ROH-dannelse, er det ikke den eneste årsag til ROH-dannelse. Mere interessant, når man sammenligner NCI-60 til HapMap prøver blev forskellen på ROHF fundet lavere i FRA regioner end hos ikke-FRA regioner. Disse observationer kan være relateret til den ufuldstændige nuværende FRA database, eller kunne antyde, at FRA’er kunne beskytte mod ROH. I sidstnævnte tilfælde kan den FRA fungere som en reparation sted for genoprettelse af uheld mis-segregeret kromatid under mitose.

Pathway analyse på SNP’er med højere ROHF i den voksne end hos yngre undergrupper implicerer en ændring i kemotaksi relaterede gener. Generne, hvor disse SNPs forekommer er markeret med solide røde cirkler i figur 2. I øjeblikket er det ikke klart, hvordan ROH kan kvalitativt /kvantitativt påvirke disse gener. Men denne observation er i overensstemmelse med en progression af metastatiske tumorceller i retning højere kemotaksi evne [33] – [35], som er korreleret med deres potentiale for invasion, intravasation, og metastase og ansvarlig for tiltrækning af carcinomceller til blodkar . De fleste af de identificerede gener her, herunder, men ikke begrænset til CCR1 [36], CCR2 [37], CCR3 [38], ENA78 [39], GPCR [40], GRO1 [41], GRO2 /GRO3 [42], IP10 [43], IL-8 [44], NAP-2 [45], PF-4 [46] er for nylig blevet vist at associere med progression af forskellige former for kræft. Vi postulerer, at disse gener til dels kunne redegøre for onkogenese i progression fra lav ROHF i sund celle til høj ROHF i kræft tilstand. På den anden side, analyse af SNP’er med høje ROHF forskelle mellem NCI-60 og HapMap prøver viser en ændring i cellecyklus og translationsinitiering relateret proces, der kan følge af progressionen af ​​normale celler til cancerceller mod autonomi og hurtigere replikation. Således kan disse pathway analyseresultater præsentere en række ændringer, der fører til onkogenese. Dog er der stadig behov for yderligere beviser for at udfylde hullet mellem ændringerne af gener i kemotaksi og cellecyklus proces, og påbegyndelsen af ​​onkogenese.

Det store antal ROH regioner findes i de NCI-60 cancer cellelinjer og dens signifikant sammenhæng med de HapMap prøver tyder på en vital sammenslutning af begivenhederne ROH med neoplastisk progression. Vigtigt er det, kan observation af højere ROHF hos voksne end hos unge, og inddragelse af kræftpsykologisk relateret kemotaksisplader gener give et fingerpeg til at forstå den højere kræfttilfælde blandt ældre mennesker. Tilsammen disse observationer indebærer, at den betydelige stigning homozygote i kræftceller kan være en progression fra ændringer startede tidligt i sund tilstand. Yderligere undersøgelse om årsagssammenhængen mellem ROH og kræft bliver nødt til at blive gennemført til skygge lys over de mekanismer, der fører til høj ROH.

Støtte oplysninger

figur S1.

NCI-60 /HapMap ROHF korrelation på genomiske regioner med forskellige niveauer af HapMap ROHF. Plottet viser en stigning i NCI-60 /HapMap ROHF korrelationskoefficienten (venstre akse, fra 0,34 til 0,5), og NCI-60 ROHF (højre akse, fra 0,33 til 0,44) i genomiske regioner med forøgede niveauer af ROHF (fra 0,1 til 0,95 fraktil) i HapMap prøver

doi:. 10,1371 /journal.pone.0031628.s001

(TIF)

Figur S2.

Processer involveret i SNPs med top ROHF forskelle. Processer, der er involveret i SNPs med top ROHF forskellen mellem a) voksen og unge undergrupper, og b) NCI-60 og HapMap prøver (se afsnittet statistik for detaljer)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0031628.s002

(TIF)

Figur S3.

Cell cyklus G1_S fase. Pathway analyse på SNPs med top ROHF forskel mellem NCI-60 og HapMap viser inddragelsen af ​​Cell cyklus G1_S fase. Red udfyldte cirkler viser gener dækker SNPs med top forandring (se afsnit statistik for detaljer)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0031628.s003

(TIF)

Figur S4.

Pair kloge ROH lighed. a) Intra væv, b) Inter cellelinie (clustering baseret på parvise ROH ligheder), og c) Inter væv parvis ROH lighed i NCI-60 cancercellelinier Salg doi: 10,1371 /journal.pone.0031628 .s004

(TIF)

tabel S1.

Gener i High ROHF bands uden FRA i ± 5 Mb nærhed (Regioner identificeret i tabel 3)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0031628.s005

(XLS)

tabel S2.

Gennemsnitlig øvre 95-percentil ROHF og antallet af MIR gener omkring FRA’er.

doi: 10,1371 /journal.pone.0031628.s006

(XLS)

tabel S3. Salg gener med ROHF forhøjelse i forælder involveret i chemotaxis proces (vist i figur 2).

doi: 10,1371 /journal.pone.0031628.s007

(XLS)

Tabel S4. Salg gener med høj ROHF forskel mellem NCI-60 og HapMap involveret i cellecyklus G1_S proces.

doi: 10,1371 /journal.pone.0031628.s008

(XLS)

tabel S5.

Plink ROH modul parametre indstilling.

doi: 10,1371 /journal.pone.0031628.s009

(XLS)