PLoS ONE: Bidrag for Miljø og Genetik på kræft i bugspytkirtlen Susceptibility

Abstrakt

Flere risikofaktorer er blevet identificeret som potentielle bidragydere til kræft i bugspytkirtlen udvikling, herunder miljø- og livsstilsfaktorer, såsom rygning, alkohol og kost, og medicinske tilstande såsom diabetes og pancreatitis, som alle frembringer oxidativ stress og DNA-skader. Oxidativt stress status kan ændres af miljøfaktorer og også af en persons unikke genetiske sammensætning. Her undersøgte vi bidrag miljø og genetik til en persons niveau af oxidativt stress, DNA-skader og modtagelighed for bugspytkirtelkræft i en pilot undersøgelse med tre grupper af emner: en nydiagnosticeret kræft i bugspytkirtlen gruppe, en sund genetisk relateret kontrol gruppe lever med tilfældet emne, og en sund genetisk relateret kontrolgruppe, der ikke opholde sig med emnet. Oxidativ stress og DNA-skade blev vurderet ved måling af total antioxidant kapacitet, direkte og oxidativ DNA-skade ved Comet assay og malondialdehyd niveauer. Direkte DNA-skader var signifikant forhøjet i bugspytkirtlen kræftpatienter (alder og køn justeret gennemsnit ± standardfejl: 1,00 ± 0,05) versus både raske ubeslægtede og relaterede kontroller (0,70 ± 0,06, p 0,001 og 0,82 ± 0,07, p = 0,046, henholdsvis) . Analyse af 22 udvalgte SNPs i oxidative stress og DNA skader gener viste, at

CYP2A6

L160H var forbundet med kræft i bugspytkirtlen. Desuden blev DNA-skade fundet at være associeret med

TNFa

-308G A og ERCC4 R415Q polymorfier. Disse resultater tyder på, at målingen af ​​DNA-skader, samt udvalgte SNPs, kan give et vigtigt screeningsværktøj for at identificere personer med risiko for udvikling af kræft i bugspytkirtlen

Henvisning:. Hocevar BA, Kamendulis LM, Pu X, Perkins SM, Wang ZY, Johnston EL, et al. (2014) bidrag Miljø og Genetik på kræft i bugspytkirtlen følsomhed. PLoS ONE 9 (3): e90052. doi: 10,1371 /journal.pone.0090052

Redaktør: Klaus Roemer, University of Saarland Medical School, Tyskland

Modtaget: November 22, 2013; Accepteret: 27 Jan 2014; Udgivet: 20 Mar 2014

Copyright: © 2014 Hocevar 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 finansieret delvist af Indiana University Simon Cancer center Translationel Research Acceleration Collaboration (EGC), Robert B. Forney professorat (JEK), R01 CA100908 (JEK), og P30 CA82709 (SMP). 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

kræft i bugspytkirtlen, den fjerde hyppigste årsag til kræftdødsfald i USA, er karakteriseret ved hurtig metastaser og dyb modstand mod kemo- og strålebehandling. Detection sent i sygdomsforløbet og begrænset behandlingsmuligheder bidrage til dens dårlig prognose [1], med median 5 år overlevelsesrater på 6% [2]. Som miljømæssige faktorer spiller en væsentlig rolle i ætiologien af ​​sporadisk pancreascancer [3], identifikation af gen-miljø interaktioner, der bidrager til kræft i bugspytkirtlen onkogenese er afgørende for sygdomsforebyggelse. Endvidere udvikling af diagnostiske test, der kan identificere modtagelige individer eller overvåge sygdommens progression kan støtte i forebyggelse eller guide pancreascancer behandling.

Udover kronisk pancreatitis og diabetes, flere livsstil risikofaktorer er blevet forbundet med udviklingen af kræft i bugspytkirtlen, herunder rygning, stort alkoholforbrug, og fedme [3], [4]. Et fælles træk ved disse risikofaktorer er deres evne til at inducere oxidativt stress og DNA-beskadigelse [5]. Oxidativ stress defineres som en ubalance mellem produktionen af ​​reaktive ilt arter (ROS) og de fjernes og reparation af cellulære forsvarsmekanismer. Ved at forårsage skade på lipid, protein og DNA, ROS bidrage til patologien observeret i kroniske inflammatoriske tilstande, ældning og cancer [6] – [9]. Cellular forsvarsmekanismer findes til både reparere beskadigede DNA og afgifte ROS. Oxidativt modificerede baser og enkeltstrengede DNA-brud primært repareres ved basen excision DNA-reparation (BER) pathway, mens voluminøse addukter repareres af nucleotidet excision reparation (NER) pathway [10]. Enzymatiske antioxidanter, såsom superoxiddismutase (SOD), nitrogenoxidsyntase (NOS), katalase (CAT) og ikke-enzymatiske antioxidanter, såsom glutathion, vitamin C og vitamin D tjener til at neutralisere ROS [6]. Biologiske markører som kvantificere oxidativt stress omfatter målinger af total antioxidant kapacitet (TAC), lipidperoxidation produkter, såsom malondialdehyd (MDA), og DNA-beskadigelse, som er almindeligt vurderes af Comet assay [11]. I cirkulerende perifere mononukleære blodceller (PBMC’er), har øget DNA-skader er observeret i cigaret rygere [12], og type 2-diabetikere, som korrelerede med hyperglykæmi [13], [14]. Øget lipidperoxidation niveauer, samtidig med nedsat TAC, blev også set hos patienter med type 2-diabetes og kronisk pancreatitis [14], [15]. Med hensyn til pancreas maligniteter, har aktivering af DNA skade responset pathway blevet dokumenteret i præ-kræft i bugspytkirtlen intraepitelialneoplasi [16], og dysregulering af oxidative stress-relaterede veje såsom Nrf2 /Keap1 er blevet observeret i bugspytkirtelkræft cellelinjer og den menneskelige tumorer [17].

En persons oxidativt stress-niveau afhænger af livsstil determinanter såsom rygning, alkohol og kost, og er også påvirket af genetik. Flere case-kontrol-studier har undersøgt sammenhængen af ​​enkelt nukleotid polymorfier (SNPs) i gener relateret til kræftfremkaldende stofskifte, oxidativt stress og DNA-reparation, med kræft i bugspytkirtlen. Mens SNP’er i fase I og II metabolisme gener

CYP1A1

,

GSTM1

,

GSTT1

GSTP1

alene korrelerede ikke med i bugspytkirtlen kræftrisiko, en signifikant interaktion mellem rygning og

GSTT1

null genotype blev rapporteret i kaukasiske bugspytkirtelkræft emner [18]. Undersøgelse af NER vej afslørede en sammenslutning af SNPs i

MMS19L

gen med kræft i bugspytkirtlen risiko [19]. blev observeret en nedsat kræft i bugspytkirtlen risiko for bærere af

ERCC4

R415Q og

LIG3

G-39A mindre alleler, mens der blev observeret en øget risiko for

ATM

D1853N allel [ ,,,0],20], [21]. Polymorfier i DNA-reparation gener er også blevet forbundet med pancreas kræftrisiko i forbindelse med udsættelse for rygning eller individuel historie af diabetes [20], [22]. Men andre undersøgelser har undladt at identificere direkte korrelationer af SNP’er i stofskifte og DNA reparation gener med kræft i bugspytkirtlen risiko [23], [24]. Nærværende pilotundersøgelse undersøge den rolle, miljøfaktorer og genetik i bugspytkirtlen carcinogenese ved at evaluere de biologiske målinger af oxidativ stress, DNA-skader, og specifikke livsstilsfaktorer og genetiske polymorfier blandt grupper af bugspytkirtlen kræftpatienter og sunde genetisk relaterede og ikke-forbundne kontrol.

Materialer og metoder

Etik Statement

Denne undersøgelse blev godkendt af Indiana University Board Institutional Review. Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra deltagerne.

Undersøgelse Befolkning

I alt 31 patienter (tilfælde) med patologisk bekræftet bugspytkirtelkræft (Stages I-IV) og 40 raske kontrolpersoner (20 genetisk relateret og 20 uafhængige) blev inkluderet. Sager blev udelukket hvis de havde en historie af andre maligniteter, eller havde allerede modtaget behandling med kemoterapi eller strålebehandling. Sager blev matchet med enten genetisk beslægtede kontroller og /eller genetisk ubeslægtede kontroller. Disse distinkte kontrolgrupper blev rekrutteret for at skelne bidrag miljømæssige og genetiske faktorer i bugspytkirtlen kræftrisiko. Genetisk relaterede kontroller blev inkluderet forudsat at de ikke bor sammen med deres matchede tilfælde mens genetisk ubeslægtede kontroller skulle samlevende med sagen. Alle tilmeldte deltagere var kaukasisk, ≥18 år på tidspunktet for samtykke, og i stand til at forstå og underskrive en skriftlig informeret samtykke. Oplysninger om underlagt demografi, adfærdsmæssige faktorer (kost, rygning, alkohol, erhvervsmæssig eksponering), og personlige og familiemæssige sygehistorie blev opnået ved selvrapportering ved hjælp af et spørgeskema på tidspunktet for indskrivning. Kumulativ rygning blev beregnet som pakke-år [(pakker /dag) x (år røget)]. Alkoholforbrug blev rapporteret som dagen drikker i det forløbne år. Body mass index (BMI, kg /m

2) blev beregnet ud fra selvrapporteret højde og vægt eller patientens diagrammer. Blodprøver blev opnået fra deltagerne på tidspunktet for indskrivning.

Måling af Total Antioxidant Kapacitet

Samlet antioxidant kapacitet (TAC) blev målt i serum som beskrevet [25]. En standardkurve blev genereret ved hjælp af Trolox (Sigma, St. Louis, MO) og TAC kvantificeret fra standardkurven

Vurdering af direkte og oxidativ DNA skade:. Comet assay

Fuldblod (10 il) blev blandet med 0,5 ml RPMI 1640 indeholdende 10% FBS, 10% DMSO, 1 mM deferoxamin, step-frosset og opbevaret ved -80 ° C indtil analyse. Comet assay blev udført som tidligere [26] beskrevne. Kort beskrevet blev 6 pi blod blandet med 70 pi 1% agarose med lavt smeltepunkt og påføres på Trevigen CometSlides®. Cellerne blev lyseret, som er tilføjet i alkali puffer, og derefter elektroforesebehandlet. Slides blev farvet med ethidiumbromid og 100 tilfældigt udvalgte kerner /prøve blev evalueret (Komet 4.0; Kinetic Imaging Ltd., Liverpool, UK). Oxidativ DNA-skader blev vurderet ved anvendelse enzymatisk fordøjelse med formamidopyrimidin-DNA-glycosylase (FPG) forud for elektroforese. DNA-skader blev udtrykt som Comet (Olive) hale øjeblik [(hale betyder – head betyde) * hale% DNA /100]

Måling af malondialdehyd (MDA)

MDA blev målt i serum. anvendelse af højtydende væskekromatografi (HPLC) med UV-detektion som tidligere beskrevet [27].

DNA Isolation og Genotypning

Genomisk DNA blev ekstraheret fra PBMC’er i fuldblod ved hjælp QIAamp DNA Blood Midi kit ( Qiagen). Bestemmelse af SNP’er ved allelisk diskrimination blev udført under anvendelse TaqMan valideret prober (Applied Biosystems) på en ABI 7900HT instrument ifølge producentens anvisninger. De SNPs blev udvalgt på grundlag af deres tidligere rapporterede foreninger med oxidativt stress status, DNA-skader, og kræftrisiko.

Statistisk analyse

generaliserede og lineære mixed modeller, der tegnede sig for sammenhængen mellem patienter og kontroller blev brugt til at sammenligne demografiske, miljømæssige faktorer og kronisk betændelse i bugspytkirtlen og andre betændelsestilstande mellem de tre arme. Oxidativt stress og DNA skader foranstaltninger blev sammenlignet mellem de bugspytkirtlen kræftpatienter og raske ubeslægtede eller sund relaterede kontroller og korreleret med miljøfaktorer og SNPs (dominante, recessive, og gen-dosis-modeller) ved hjælp af lineære mixed modeller justering for alder og køn på grund af gruppeforskelle i disse demografi. Justeret middel ± standardfejl rapporteres fra disse modeller. Hardy Weinberg ligevægt test blev udført for at kontrollere genotypen QC. Genetisk risiko for kræft i bugspytkirtlen blev vurderet ved at sammenligne SNP frekvenser mellem patienter og uafhængige raske kontrolpersoner hjælp Fisher eksakte test (for dominerende og recessive genetiske modeller) eller Mantel-Haenszel Chi-square eksakte tests (for gen-dosis modeller). Alle analyser blev udført ved anvendelse af SAS Version 9.3 (Cary, NC). P-værdier for 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant. Formålet med denne pilotundersøgelse var at generere hypoteser, især genetiske signaler. Derfor blev type I fejl ikke kontrolleres nøje i flere sammenligninger.

Resultater

Undersøgelse Emne Kendetegn

Demografiske karakteristika case og kontrolpersoner er vist i tabel 1 . Tilfælde var væsentligt ældre end den sunde relaterede kontrolgruppe; dog alder af den sunde ubeslægtet kontrolgruppen var sammenlignelig af tilfældene. Sager var mere tilbøjelige til at være mand i forhold til både kontrolgrupper mens BMI var ens mellem alle grupper. Både sunde ubeslægtede og relaterede kontroller var mere tilbøjelige til at være aldrig-rygere sammenlignet med bugspytkirtlen kræfttilfælde (53% og 67% mod 38%, henholdsvis), selvom forskellene var marginalt signifikant (p = 0,07). Rygning ≥20 pack år var ens i de tilfælde og sunde uafhængige kontroller sammenlignet med raske relaterede kontroller. Alkoholforbruget i det forløbne år var ikke statistisk forskellig mellem grupperne. Kronisk pancreatitis og andre betændelsestilstande, som omfattede kronisk pancreatitis, diabetes og inflammatorisk tarmsygdom, blev forøget betydeligt i bugspytkirtlen kræftpatienter.

Foreningen af ​​kræft i bugspytkirtlen og biomarkører for oxidativt stress

En oxidativ stress /skader profil blev genereret fra blodprøver fra alle tilmeldte deltagere (tabel 2). Samlet antioxidant kapacitet (TAC), målt ved Trolox-ækvivalent antioxidant assay, var ens mellem bugspytkirtlen kræfttilfælde og sunde uafhængige kontroller. I modsætning hertil tilfælde udviste højere TAC’er sammenlignet med raske relaterede kontroller; men denne forskel var ikke signifikant. Niveauer af lipidperoxidation produkt MDA var ens i bugspytkirtlen kræfttilfælde i forhold til de raske uafhængige kontroller og var højere i tilfælde versus raske relaterede kontroller, men nåede ikke signifikans.

alkaliske Comet assay, der foranstaltninger enkelt og dobbelt DNA streng brud, blev anvendt til at vurdere direkte DNA-skader i PBMC’er af sager og kontroller. Oxidativ DNA-beskadigelse blev bestemt ved en modificeret Comet assay som omfattede inkubering af prøven med formamidopyrimidin-DNA-glycosylase (FPG) forud for elektroforese. FPG genkender oxidativt modificerede puriner og indfører yderligere DNA streng brud, således at forskellen mellem FPG-modifed og un-modificerede Comet målinger svarer til oxidativt beskadiget DNA. Som vist i tabel 2, oxidative DNA-skader var højere i bugspytkirtlen kræfttilfælde versus både raske ubeslægtede og raske uafhængige kontroller; dog forskelle var ikke statistisk signifikante. Niveauer af direkte DNA-skader var signifikant forhøjet i tilfælde (1,00 ± 0,05) versus både raske ubeslægtede og relaterede kontroller (0,70 ± 0,06, p 0,001 og 0,82 ± 0,07, p = 0,046, henholdsvis)

Dernæst. vi undersøgte potentielle sammenhænge mellem kendte bugspytkirtelkræft risikofaktorer og oxidativt stress biomarkører (tabel 3). Alle korrelationer blev justeret for alder og køn. Korrelationer mellem rygning og oxidative stress markører opnåede ikke statistisk signifikans med undtagelse af direkte DNA-skader, hvor en betydelig negativ korrelation blev noteret (r

s = -.29, p = 0,02). Ingen signifikante associationer blev observeret mellem dag drikke og TAC, direkte eller oxidative DNA-skader. blev ikke observeret nogen sammenhænge mellem oxidativ stress markører og kroniske pancreatitis; Men overordnet, inflammatoriske tilstande var forbundet med forhøjede niveauer af MDA (p = 0,048).

Foreningen af ​​kræft i bugspytkirtlen og direkte DNA-skader med SNP Expression

genotype 22 SNPs i 17 gener involveret i oxidativ stress, betændelse, DNA-skader, methionin /folatmetabolismen og kræftfremkaldende metabolisme blev bestemt i pancreas kræfttilfælde og kontrolgrupper (tabel S1). Analyse af bidraget fra individuelle SNPs til pancreascancer blev bestemt ved sammenligning SNP genotype i tilfælde versus raske ubeslægtede kontroller (tabel 4).

CYP2A6

L160H større allel var forbundet med kræft i bugspytkirtlen samlet (p = 0,03), samt udstille betydning for dominans, recessive og gen-dosis effekter.

Siden direkte DNA-skader blev signifikant forhøjet i pancreas kræfttilfælde sammenlignet med både kontrolgrupper blev korrelationen mellem SNP genotype og denne biomarkør analyseret (tabel 5 og 6). AA variant af

TNF

-308 G En SNP udviste et signifikant recessiv effekt (p = 0,003).

ERCC4

R415Q polymorfi viste betydelige dominant og gen-dosis effekter (p = 0,009). For begge gener, den mindre allel resulterede i en signifikant stigning i direkte DNA-skader (tabel 6). AA variant af

TNFa

-308 G En SNP blev observeret i kun 2 personer med en bred standardafvigelse i direkte DNA skader niveauer; dog en statistisk forskel blev stadig opnået mellem DNA-skader i AA (1,44 ± 0,19) versus AG (0,81 ± 0,06) og GG (0,88 ± 0,04) alleler. Mens ingen QQ homozygote personer var til stede i denne undersøgelse, heterozygot

ERCC4

R415Q emner udstillet forhøjet DNA-skader versus RR individer (1,12 ± 0,10 og 0,84 ± 0,04 henholdsvis).

Discussion

ætiologien af ​​sporadisk bugspytkirtelkræft stort set ukendt; imidlertid har epidemiologiske studier identificeret risikofaktorer, der bidrager til udviklingen af ​​bugspytkirtelcarcinomer. Disse faktorer omfatter miljømæssige og livsstil faktorer, såsom rygning, alkohol og kost, og inflammatoriske tilstande såsom diabetes og pancreatitis, som alle deler evnen til at generere oxidativt stress og DNA-skader. Den foreliggende pilotundersøgelse var designet til at undersøge bidraget fra miljø og genetik til en persons niveau af oxidativt stress og DNA-skader og den efterfølgende risiko for udvikling af kræft i bugspytkirtlen. For at opnå dette mål, vi udnyttet tre grupper af individer; en bugspytkirtelkræft kohorte, en sund ubeslægtet kontrolgruppe lever med sagen emnet, og en sund genetisk relateret kontrolgruppe, som ikke opholde sig med sagen. Vi fandt tegn på, at både miljøet og genetik bidrager til oxidativ stress og DNA-skader observeret i tilfælde og kontrol i vores undersøgelse

Oxidativ stress og DNA-skader blev vurderet ved hjælp af fire målinger:. TAC, direkte og oxidativ DNA skader målt i cirkulerende PBMC’er, og MDA-niveauer. Disse parametre er tidligere blevet undersøgt i humane diabetiske individer og i en dyremodel for diabetes [13], [14], [28], [29]; dog til dato er den første rapport af disse parametre i pancreas kræftpatienter. I type 2 diabetikere, nedsat TAC og blev observeret øget plasma MDA, sammenlignet med forsøgspersoner med normal glukosetolerance [14]. Vi fandt, at begge tilfælde og uafhængige kontroller udviste tilsvarende gennemsnitlige niveauer af TAC, MDA og oxidativ DNA-skader, mens der var større, men ikke signifikante, gennemsnitlige forskelle i pancreas cancer fag i forhold til raske relaterede kontroller (tabel 2). Det er muligt, at opregulering af TAC set i pancreas kræfttilfælde kan skyldes rygning, da andelen af ​​nuværende og tidligere rygere sammenlignet med aldrig rygere var højere i tilfælde versus raske relaterede kontroller (tabel 1). Derudover observerede vi en positiv korrelation af TAC med pack år (tabel 3). Rygning er blevet vist i nogle undersøgelser at øge aktiviteten af ​​antioxidant enzymer [30], [31], hvilket ville føre til øget TAC.

En af de væsentligste observationer i denne undersøgelse blev et forøget niveau af direkte DNA-beskadigelse i pancreascancer gruppen sammenlignet med begge kontrolgrupper (tabel 2). Denne observation kan være relateret til den øgede forekomst af inflammatoriske tilstande observeres blandt tilfælde (tabel 1). Vore resultater stemmer overens med den forøgede direkte DNA-skader tidligere rapporteret i diabetes, som er en inflammatorisk tilstand [13], [14], [28]. Oxidative skader på baser kan bestemmes ved anvendelse modificerede Comet assays, som bruger reparation endonukleaser at vurdere bestemte typer af skader. En stigning i endonuclease III-følsomme steder, indikerer oxiderede pyrimidinbaser, blev observeret i type 2 diabetes, mens en stigning i FPG-sensitive sites, indikerer oxiderede puriner, blev fundet i nogle, men ikke alle undersøgelser [13], [28 ], [29]. I vores undersøgelse, mens FPG-modificerede oxidative DNA-skader var højere i bugspytkirtlen kræftpatienter i forhold til begge kontrolgrupper, var stigningen ikke statistisk signifikant. Sammen vores resultater viser, at en komponent af oxidativ stress og DNA-skade kan være miljørelateret, som begge tilfælde og ubeslægtede raske kontroller udviser tilsvarende niveauer af TAC, MDA og oxidativ DNA-skade. Imidlertid kan miljøet alene ikke højde for den observerede i direkte DNA-skader forskel, som disse blev signifikant forhøjet i pancreas kræfttilfælde versus begge kontrolgrupper.

Vi kiggede ud på bidrag genetik som en modifikator af pancreascancer risiko. Vi fokuserede vores analyse på veje i forbindelse med kendte pancreas cancer risikofaktorer: carcinogen metabolisme, inflammation og DNA-skader og reparation. Cigaretrøg kan generere frie radikaler og oxidanter, der kan føre til øget oxidativt stress, mens den også indeholder procarcinogenic forbindelser, som kan metaboliseres til potente carcinogener. Mens sammenhænge mellem rygning og oxidative stress biomarkører ikke blev observeret, blev en forening set mellem kræft i bugspytkirtlen og

CYP2A6

L160H polymorfi. Blandt dets forskellige substrater, CYP2A6 katalyserer metabolismen af ​​nikotin og tobaksspecifikke procarcinogens, såsom 4- (methylnitrosamine) -a- (3-pyridyl) -1-butanon eller NNK [32]. CYP2A6 udtryk og aktivitetsniveau er meget variabel i individer, hovedsagelig på grund af genetiske polymorfier. Høj enzymatisk aktivitet af CYP2A6 er blevet associeret med lunge-, esophageal og kolorektal cancer [32], [33]. Den L160H polymorfi i CYP2A6 resulterer i ekspressionen af ​​et protein med ingen enzymatisk aktivitet [34]. Personer, der besidder den

CYP2A6

Hans variant ville være i stand til at aktivere procarcinogens i cigaretrøg og dermed ville være beskyttet mod kræft udvikling, en konstatering af, at der er vist i lungekræft [35]. I vores undersøgelse fandt vi, at hovedparten (97%) af pancreas kræfttilfælde besidder den enzymatisk aktive homozygot AA

CYP2A6

allel i forhold til 75% og 89% af de sunde ubeslægtede og relaterede kontroller henholdsvis (tabel S1 ). Disse resultater er i overensstemmelse med en nylig undersøgelse, der fandt en 80% øget risiko for udvikling af kræft i bugspytkirtlen hos personer, som udstillede den højeste kvartil af CYP2A6-aktivitet [36].

Overekspression af tumornekrosefaktor-alfa (TNFa) , et pro-inflammatorisk cytokin, er blevet impliceret i autoimmune sygdomme og cancere forbundet med en inflammatorisk komponent [37], [38]. I denne undersøgelse, kronisk pancreatitis og andre inflammatoriske tilstande var mere fremherskende i de Langerhanske kræfttilfælde (tabel 1). Derudover blev forhøjede MDA-niveauer signifikant associeret med inflammatoriske tilstande, og direkte DNA-skader nærmede statistisk signifikans hos individer med inflammatoriske tilstande (tabel 3). The A-allelen i position -308 i TNFa genpromotoren er blevet vist at korrelere med forhøjede TNFa ekspression [38]. I en tidligere undersøgelse af pancreas kræftpatienter, blev pancreatitis forbundet med -308

TNFa

GA + AA alleler; blev imidlertid ingen generel association med pancreascancer set [39]. Derudover -308A allel medførte en 2-fold risiko for udvikling af type 2-diabetes [40]. I nærværende undersøgelse fandt vi en sammenhæng mellem homozygot -308 A

TNFa

allel og direkte DNA-skader (tabel 5 og 6); dog i overensstemmelse med tidligere undersøgelser [39], vi ikke observere en forening med kræft i bugspytkirtlen (tabel 4). Disse resultater tyder på, at personer, der huser -308 A

TNFa

allel kan være tilbøjelige til at udvikle kroniske inflammatoriske tilstande, som kan føre til DNA-skader og kræft i bugspytkirtlen.

I vores undersøgelse, DNA-skader i PBMC’er blev signifikant forhøjet i patienter med pancreascancer (tabel 3). Reparation af beskadiget DNA er kritisk for forebyggelsen af ​​DNA mispairing, genomisk instabilitet og DNA-strengbrud. BER pathway reparationer oxidativt beskadiget DNA-baser og ændringer, som ikke forvrider den overordnede DNA-struktur, mens NER pathway reparerer skader som følge af voluminøse addukter og dem, der forvrider DNA helix, såsom dem forårsaget af tobaksrelaterede kræftfremkaldende stoffer. Flere undersøgelser understøtter en rolle for SNPs i både NER og BER veje i bugspytkirtelkræft [18], [19], [21], [22]. ERCC4 er en del af ERCC1-ERCC4 endonuklease kompleks involveret i NER vej [41], [42]. Mens homozygot R415Q

ERCC4

mindre alleler (aa) er blevet forbundet med øget risiko for brystcancer i adskillige undersøgelser [43], [44], blev bærere af en eller to mindre alleler sig at have en nedsat risiko for pancreascancer [21]. Effekten af ​​R415Q

ERCC4

polymorfisme på enzymaktiviteten ikke er fast etableret; imidlertid har modelleringsprogrammer forudsagde, at R415Q ændring negativt ville påvirke proteiners funktioner og reparation kapacitet [21]. I vores undersøgelse blev RQ415 allelen forbundet med øget direkte DNA-skader. Af de 8 personer, der besad de heterozygote alleler og vises forhøjet DNA-skader, 6 var bugspytkirtlen kræfttilfælde og 2 var raske relaterede kontrolpersoner (tabel 6), hvilket tyder på, at den øgede DNA skader observeret i

ERCC4

R415Q heterozygote bidrager til udvikling af kræft i bugspytkirtlen. Dette er i overensstemmelse med en nylig undersøgelse, der viser, at heterozygote R415Q

ERCC4

var forbundet med benign bryst sygdom, en kendt brystkræft forløber [45].

Mens disse resultater viser sammenslutninger af DNA-skader med bugspytkirtelkræft og en sammenslutning af DNA-skader med selektive SNPs, findes flere begrænsninger i vores undersøgelse. Den lave frekvens af sjældne alleler for nogle SNPs kan føre til falske resultater, hvor rekruttering af yderligere emner vil være forpligtet til at validere disse resultater. Recall skævhed kan have ført til misklassifikation af emner i miljømæssige livsstil grupper, da mange af de identificerede bugspytkirtlen kræft risikofaktorer (dvs. rygning, alkohol) blev selvrapporterede. Alder var signifikant lavere i den sunde relaterede kontrolgruppen sammenlignet med bugspytkirtelkræft fag. Da er der observeret øget DNA-skader med aldring [12], vi har korrigeret for alder i vores analyser. Dog kan aldersforskelle ikke forklare den observerede sammenhæng mellem direkte DNA-skader og kræft i bugspytkirtlen, som aldersfordelingen af ​​tilfældene og sunde uafhængige kontroller var ens. Alle vores fag var kaukasisk, således at disse resultater ikke kan strække sig til andre etniske grupper. Vores studie undersøgte inddragelse af polymorfismer i kun en lille delmængde af gener; dermed mange potentielle gen-gen interaktioner og gen-miljø interaktioner mangler at blive undersøgt

Brugen af ​​to kontrolgrupper i denne undersøgelse gjorde det muligt for undersøgelsen af ​​bidraget fra miljø til bugspytkirtelkræft på en unik måde.; kontrolpersoner, der bor med sager er mere tilbøjelige til at dele de samme livsstil eksponeringer, i modsætning til kontroller, der er matchet til tilfælde af spørgeskemadata alene. Derudover disse potentielle eksponering er sandsynligvis blevet delt for en betydelig mængde tid, der muliggør en mere præcis vurdering af bidraget fra individuelle faktorer til bugspytkirtlen udvikling af kræft. Samlet set er resultatet af denne pilotundersøgelse støtte en rolle både genetik og miljømæssige /livsstilsfaktorer i udviklingen af ​​kræft i bugspytkirtlen. Vi rapporterer en sammenslutning af kræft i bugspytkirtlen med DNA-skader og foreninger med specifikke polymorfier i gener involveret i metabolisme (

CYP2A6

), inflammation (

TNFa

), og DNA skader og reparation (

ERCC4

). Evaluering DNA skader i cirkulerende PBMC’er, samt udvalgte genotype strategier kan således give et vigtigt screeningsværktøj for at identificere personer har en øget risiko for at udvikle kræft i bugspytkirtlen. På grund af den lille prøvestørrelse i denne pilotundersøgelse, er der behov for vurdering af disse endepunkter i yderligere bugspytkirtelkræft og kontrolpersoner. Desuden mekanistiske undersøgelser af individuelle SNPs i

CYP2A6

,

TNFa

og

ERCC4

gener ville være nyttigt at vurdere deres bidrag til udviklingen af ​​kræft i bugspytkirtlen.

Støtte Information

tabel S1.

genotypefrekvenser i udvalgte SNP’er

doi:. 10,1371 /journal.pone.0090052.s001

(DOCX)