Abstract
Blærekreft er den 4
th vanligste kreftformen blant menn i USA Vi analyserte variant genotyper antatt å modifisere store biologiske prosessene som er involvert i blæren kreftutvikling, blant annet hormon regulering, apoptose, reparasjon DNA, immunovervåkning, metabolisme, spredning, og telomere vedlikehold. Logistisk regresjon ble brukt for å vurdere forholdet mellom genetisk variasjon påvirker disse prosessene og mottakelighet i 563 genotypet uroteliale cellekreft tilfeller og 863 kontroller som deltok i en case-kontrollstudie av hendelsen blærekreft gjennomført i New Hampshire, USA Vi evaluerte gen-gen-interaksjoner hjelp Multifaktor dimensjoner Reduction (MDR) og Statistisk epistasis Network analyse. Den 3’UTR flankerer variant form av hormonet regulering genet
HSD3B2
var assosiert med økt blærekreft risiko i New Hampshire befolkningen (justert OR 1,85 95% KI 1,31 til 2,62). Dette funnet ble vellykket gjenskapt i Texas blærekreft Studier med 957 kontroller, 497 tilfeller (justert OR 3,66 95% KI 1,06 til 12,63). Effekten av dette utbredt SNP var sterkere blant menn (OR 2,13 95% KI 1,40 til 3,25) enn kvinner (OR 1,56 95% KI 0,83 til 2,95), (SNP-kjønn samspill
P
= 0,048). Vi har også identifisert en SNP-SNP interaksjon mellom T-celle aktivering relaterte gener
GATA3 Hotell og
CD81 plakater (interaksjon
P
= 0,0003). Det faktum at blærekreft forekomsten er 3-4 ganger høyere hos menn antyder involvering av hormonnivåer. Dette biologisk prosessbasert analyse antyder kandidatresistensmarkører og støtter teorien om at avbrutt hormon regulering spiller en rolle i blæren kreft
Citation. Andrew AS, Hu T, Gu J, Gui J, Ye Y, Marsit CJ , et al. (2012)
HSD3B Hotell og Gene-Gene Interaksjon i en Pathway basert analyse av genetisk disposisjon for blærekreft. PLoS ONE 7 (12): e51301. doi: 10,1371 /journal.pone.0051301
Redaktør: Joellen M. Schildkraut, Duke University Medical Center, USA
mottatt: 04.06.2012; Godkjent: 31 oktober 2012; Publisert: 19.12.2012
Copyright: © 2012 Andrew et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Finansiering i del for Dartmouth forskning fra National Cancer Institute (https://cancer.gov/) tilskuddsordninger tall CA102327, CA121382, CA099500, CA82354, CA57494, og CA078609; National Institute of Environmental Health Sciences (https://www.niehs.nih.gov/) tilskuddsordninger tall ES00002, 5 P42 ES05947, og ES07373; Nasjonalt Senter for Forskningsressurser (https://www.ncrr.nih.gov) tilskuddsordninger tall RR028309, RR018787 og RR024475; National Institutes of Health (https://nih.gov/) stipend nummer LM009012; og National Institute of General Medical Sciences GM103534. Finansiering delvis for MD Anderson Cancer Center forskning fra National Cancer Institute (https://cancer.gov/) tilskuddsordninger tall U01 CA 127 615, R01 CA 74880, P50 CA 91846, og R01 CA 131 335 og fra UT MD Anderson Cancer Center Forskning Trust (https://www.mdanderson.org/). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Blærekreft er den 4
th vanligste kreftformen blant menn i USA og står for 3% av kreftdødsfall [1]. Aktuelle metoder for påvisning av blæren svulster omfatte ikke-invasiv screening av hematauria testing, urin cytologi, og blæren bildebehandling, etterfulgt av endelig diagnose ved hjelp av invasiv cystoskopi og biopsi. Case-control studier gir holdepunkter for en familiær predisposisjon for blærekreft [2], [3], [4] indikerer at enkelte resistens faktorer kan være arvelig. Screeningprogrammer er mer sannsynlig å være effektive hos høyrisiko undergrupper av populasjonen, siden forekomsten av sykdommen er høyere. Identifisere disse genetiske markører for høyrisikogrupper vil muliggjøre utvikling av effektive screeningprogrammer å oppdage blæren svulster på et tidlig stadium.
En rekke ulike mekanismer har tilpasset til å reagere på bestemte typer eksogene skade eller unormal celle oppførsel for å forhindre eller reparere skader på makromolekyler, og for å fjerne skadede celler. Vi hypotese at blærekreft forekomsten kan påvirkes av genetisk variasjon i hver av disse store karsinogenisitetsstudier mekanismer. For eksempel er celleformering styres av proteiner som opprettholder synkronitet av cellevekst, DNA-syntese, mitose, og celledeling [5], [6]. Cellesykluskontrollpunktet reaksjon er en signaloverføring kaskade utløses som reaksjon på påvisning av DNA-skade [7]. Disse signalene blokkere cellesyklusutvikling, noe som gir cellen en sjanse til å reparere de skader før de blir permanent integrert i DNA som mutasjoner. Hvis skaden er for stor, blir prosessen med apoptose, eller programmert celledød aktivert for å fjerne cellene før de prolifererer [8], [9], [10]. Genetiske variasjoner i kritiske apoptotiske regulatorer kan derfor øke risikoen for kreft. Et komplekst system av DNA reparasjonsenzymer gir mekanismer for lesjon anerkjennelse, protein rekruttering, skadet fjerning base og reparasjon. Genetisk variasjon i DNA-reparasjon veier har godt dokumentert effekt på blærekreft risiko [11].
Det faktum at blærekreft forekomsten er 3-4 ganger høyere hos menn tyder på at risikoen kan endres av hormonnivået [12] . Den økte risikoen blant menn er ikke fullt forklart av yrkesmessig eksponering eller høyere røyking priser. Behandling av dyr med androgene hormoner fremmer utvikling av mer blæren svulster enn behandling med østrogen hormoner. Den lavere risiko for blærekreft blant parous forhold til førstegangsfødende kvinner antyder også en hormonell akse til sykdommen [13].
Immunsystemet utfører både overvåking for å invadere patogene mikroorganismer og målrettet drap av feilregulert innfødte celler, inkludert tumor celler. Natural killer celler og T-celler kan formidle denne beskyttende anti-tumor respons [14]. Alternativt kan den voksende tumor bli oppfattet som et sår, utløsning av en inflammatorisk respons som faktisk kan fremme tumorutvikling [15]. Vi hypotese at genetisk variasjon i molekyler som er involvert i immunrespons og cytokin signale kan modulere kreft mottakelighet.
cellenes stoffskifte og behandling av eksogene og endogene molekyler er også integrert relatert til kreftutvikling. Celler kan hindre skader fra reaktive oksygenforbindelser med opp regulerende antioksidant enzymer som glutation. Metabolske enzymer behandle xenobiotika, som danner biologisk reaktive mellomprodukter, slik som DNA-ødeleggende tobakk biprodukt benzo-a-pyren diol epoksyd (BPDE) [16]. For å kunne dele opp raskt, tumorceller ved å generere store mengder ATP, som kan oppnås ved å bytte fra oksidativ fosforylering til glykolyse [17]. Vi har tidligere rapportert at en SNP i metabolismen relaterte genet metylentetrahydrofolat dehydrogenase (
MTHFD2_01
) var forbundet med en økt risiko for blærekreft (OR 1,7) [18].
Vi har nå teste hypotesen om at genetisk variasjon i store prosesser feilregulert i kreft: apoptose, DNA-reparasjon, hormon, immun overvåking, stoffskifte, spredning, nevrale, telomere, og transport kan endre blærekreft mottakelighet. Vi utførte separate analyser av hypoteser om kreft-relaterte SNPs av kreftprosessen, samt vurderes samhandling ved hjelp av en stor, populasjonsbasert US-case-control studie av blærekreft. Genetiske risikovarianter kan være nyttig for å belyse mekanismene og identifisere høyrisikogrupper for målrettede screeningprogrammer; mens, interaksjoner med miljømessige eksponeringer kan bidra til å identifisere undergrupper av befolkningen som bærer den største risikoen.
Materialer og metoder
Study gruppe
Vi identifiserte alle tilfeller av blærekreft blant New Hampshire innbyggere i alderen 25 til 74 år, diagnostisert fra 1 juli 1994 til 31. desember 2001 fra Statens Kreftregisteret. Detaljerte fremgangsmåter er blitt beskrevet tidligere [19]. Kort, intervjuet vi totalt 857 blære krefttilfeller, som var 85% av tilfellene bekreftet å være kvalifisert for studiet. Lysbilder og blokker ble gjenomgås av studien patolog for å vurdere tumorhistologi, scene og karakter. Scenen tildelt av patologen ble brukt for svulster stadium 2A, mens Kreftregisteret på scenen ble brukt for høyere stadium. Analysene ble begrenset til deltakerne med selvrapportert europeisk opphav ( 95% av pasientene i denne populasjonen), intervjuet innen to år etter primærdiagnose, som ble diagnostisert med urothelial-cell carcinoma av blæren med kjent svulst stadium, noe som ble ansett kreft ved histopatologi ny vurdering (~90%), eller den opprinnelige diagnosen hvis patologi materialer var utilgjengelig, noe som resulterer i en sak gruppe av 783 deltakere.
Controls mindre enn 65 år ble valgt ved hjelp befolknings lister hentet fra New Hampshire Department of Transportation. Kontrollerer 65 år og eldre ble valgt ut fra datafiler levert av Centers for Medicare Medicaid Services (CMS) i New Hampshire. For effektivitet, delte vi en kontrollgruppe med en studie av ikke-melanom hudkreft i New Hampshire dekker et overlappende diagnostiske perioden fra 1. juli 1993 til 30 juni 1995 [19]. Vi valgte flere kontroller for blærekreft tilfeller diagnostisert fra 1. juli 1995 til 30 juni 1998 frekvens tilpasset disse tilfellene av alder (25-34, 35-44, 45-54, 55-64, 65-69, 70-74 år) og kjønn. Vi intervjuet totalt 1191 kontroller (totalt delt kontrollgruppen og flere kontroller), som var 70% av kontrollene bekreftet å være kvalifisert for studiet. Som med saker, analyser ble begrenset til de som hadde en selvrapportert europeisk opphav ( 95% av kontrollene) som resulterer i en kontrollgruppe på 1167 deltakere
Personlig intervju
Informert. skriftlig samtykke ble innhentet fra hver deltaker og alle prosedyrer og læremateriell ble godkjent av komiteen for beskyttelse av mennesker ved Dartmouth College. Samtykkende deltakerne gjennomgikk en detaljert personlig intervju, vanligvis på deres hjem. Rekrutteringsprosedyrer for både de delte kontroller fra den ikke-melanom hudkreft og flere av kontrollene var identiske og pågående samtidig med saks intervjuer. Case-control status og hovedmålene fra studien ble ikke offentliggjort til intervjuerne. For å sikre jevn kvalitet av studien intervjuer, intervjuer var kassett som er innspilt med samtykke fra deltakerne, og rutinemessig overvåket av intervjueren veileder. For å vurdere sammenlignbarhet av saker og kontroller, vi spurte fag hvis de tiden holdt et førerkort eller en Medicare innmelding kort. Forsøkspersonene ble bedt om å gi en blodprøve. Prøvene ble opprettholdt ved 4 ° C og sendt via kurer til studiet laboratoriet ved Dartmouth i løpet av 24 timer for bearbeiding og analyse.
Genotyping
DNA ble isolert ved hjelp av Qiagen genomisk DNA-ekstraksjon kits (QIAGEN Inc ., Valencia, CA) fra perifere lymfocytter i sirkulerende blodprøver høstet ved intervju eller senere fra en utenforstående laboratorium. Genotyping ble utført på alle DNA-prøver av tilstrekkelig konsentrasjon (563 uroteliale cellekreft tilfeller, 863 kontroller), ved hjelp av Golden analysen system Illumina, Inc., San Diego, California). Vi genotypede totalt 1,522 SNPs, hovedsakelig fra Illumina Cancer Panel (1,421 SNPs i ca 400 hypotese kreftrelaterte gener). SNPs ble valgt innen koding, intronic og flankerer regioner antatt å være potensielt funksjonell av genene av interesse, inkludert en median på 3 SNPs per genet. Totalt 24 ( 2%) av SNPs ble ekskludert fra analysen på grunn av mindre allelfrekvens 5% eller en lav genotype takst. Den SNPs rapporterte hadde ringeprisene på ≥99.2%. Prøver gjentatte på flere Golden plater gitt samme samtale for 99,9% av SNPs og 99,5% av innsendte prøver ble vellykket genotypede.
Hovedmålet med studien var å vurdere forholdet mellom genetisk variasjon i ni store karsinogenisitetsstudier prosesser og blærekreft mottakelighet. Disse ni prosessene er: apoptose, DNA-reparasjon, immun-, hormon-, Metabolism, Neural, spredning, telomere, og Transport /signalisering. Vi gruppert SNPs som var involvert i hver prosess i henhold til Database for kommentering, visualisering, og integrert Discovery (DAVID) Gene ontologi (GO) søkemotor (https://www.geneontology.org/GO.tools.microarray.shtml) [20]. Antallet SNP analysert ved funksjonell gruppe var som følger: apoptose n = 135, DNA-reparasjons n = 224, immun n = 243, hormon n = 68, metabolisme n = 340, neural n = 11, spredning n = 304, telomere n = 27, transport /signal n = 170 (tabell S1 inneholder en fullstendig liste over disse SNPs).
Ekstern Sammenligning
Vi har sammenlignet resultatene fra
HSD3B2
SNP identifisert i vår New Hampshire studiepopulasjonen med de av en proxy SNP som var i koblingsulikevekt (LD = 1,0) med denne SNP ved hjelp av data fra Texas blærekreft Study (TXBCS). Tilfeller (n = 497) og kontroller (n = 957) i Texas blærekreft Study (TXBCS) som hadde blitt genotypet ved hjelp av en Genome-Wide Association panel ble avledet fra en pågående sykehusbasert blærekreft case-control studie [21] . Tilfeller ble nylig diagnostisert, histologisk bekreftet og tidligere ubehandlede hendelsen blære tilfeller rekruttert fra University of Texas MD Anderson Cancer Center og Baylor College of Medicine. Friske kontroller ble rekruttert fra Kelsey Seybold, den største multispecialty, klarte-legen gruppe i Houston byområde. Kontrollene var personer uten tidligere historie med kreft (unntatt non-melanom hudkreft) frekvens-matchet til tilfeller av alder (± 5 år), kjønn og etnisitet. Informert samtykke ble innhentet fra alle deltagerne før innsamling av epidemiologiske data og blodprøver av utdannet MD Anderson ansatte intervjuere. Studien ble godkjent av IRB av MD Anderson Cancer Center, Baylor College of Medicine og Kelsey-Seybold Clinic.
Statistisk analyse
Analyse av enkelt SNPs av gruppen.
Individuelle SNPs ble analysert hver for seg i hver av de fem biologiske veier av interesse ved hjelp av multivariate logistisk regresjon (SAS versjon 9.1). Innenfor hver av de ni store karsinogenisitetsstudier prosesser, testet vi en hypotese om sammenhengen mellom SNPs og blærekreft mottakelighet bruker logistisk regresjon med justering for alder, kjønn og røykestatus. Forutsatt ufullstendig dominans, testet vi heterozygot vs. villtype; variant vs. villtype, så vel som en dominant modell (heterozygot + variant sammenlignet med villtype). Analyser ble utført for alle urothelial cellekreft tilfeller sammen, samt delt i invasive (trinn II, III, IV) og ikke-invasiv (trinn 0, I) tumorer, og av kjønn. Alle analyser ble justert for alder, kjønn og røykestatus (aldri, tidligere, nåværende). Statistiske betydninger av interaksjoner ble vurdert ved hjelp av likelihood ratio tester sammenligne modellene med og uten interaksjon vilkår.
P
verdiene representerer to-sidig statistiske tester. For å korrigere for multiple sammenligninger innenfor hver gruppe av SNPs, vi også beregnet
P
-verdier justert for False Discovery Rate (FDR) for det totale antall SNPs innenfor en funksjonell gruppe og rapportere SNPs med FDR justert
P
-verdier. . 0.25
Analyse av SNP-SNP Interactions
Vi brukte nonparametric multifaktor dimensionality reduksjon (MDR) tilnærming beskrevet i detalj andre steder [22], [23 ], [24], [25] og gjennomgått av Moore [26]. MDR er en datareduksjon (dvs. konstruktiv induksjon) tilnærming som søker å identifisere kombinasjoner av multilocus genotyper som er forbundet med enten høy risiko eller lav risiko for sykdom. Vi brukte en tilpasning av relieff algoritme som en pre-filtrering skritt for å identifisere epistatisk eller ikke-additiv, samspill SNPs i MDR [27]. Vi brukte 10-fold kryssvalidering og 1000-fold permutasjon testing. I tillegg har vi brukt Statistiske epistasis Networks til å identifisere genet-genet interaksjoner innenfor hver funksjonell gruppe [28]. Vi evaluerte ytterligere to topprangerte interaksjoner (gjensidig informasjons vekter som oversteg 0,01, permutasjon testing
P
-verdier 0,001). Vi inkluderte interaksjons vilkår i en logistisk regresjonsmodell, justert for alder, kjønn og røykestatus. Statistiske betydninger av interaksjoner ble vurdert ved hjelp av likelihood ratio tester sammenligne modellene med og uten interaksjons vilkår. Den primære forskjellen mellom disse to metoder for å identifisere SNP-SNP interaksjoner er at MDR analyse er uavhengig av den genetiske modell. Det tildeler hver celle av en 3 × 3 samhandling bordet som enten høy risiko eller lav risiko, uavhengig av deres frekvens i befolkningen, og deretter grupperer disse genotype kombinert inn i en to-nivå variabel. I kontrast, bruker Statistisk epistasis Network analyse hvete – hvete som referent gruppen. Statistiske epistasis nettverk for øvrig egne interaksjoner (avbildet som kant bredde) fra hovedeffekter (avbildet som toppunkt størrelse)
Statistisk signifikans av individuelle logistikk regresjonsresultatene ble vurdert på
P
. 0,001 og vi begrenset vår rapport til SNPs som oppfyller dette cutoff. For å unngå rapportering ustabile estimater, vi konservativt satt minimumscellestørrelsen til 20 heterozygote eller variant tilfeller og kontroller.
Resultater
Saker og kontroller i vår studie var sammenlignbare i alder. De genotypet deltakerne hadde lignende egenskaper som de overordnede deltagerne (tabell 1). En høyere andel av blærekreft tilfeller var menn enn kontroller (tabell 1). Flere tilfeller enn kontrollene rapporterte at de var nåværende røykere. Som vår studie er populasjonsbasert, de fleste (83%) av sakene våre var ikke-invasiv ved førstegangsdiagnose.
Varianter for en SNP i hormonregulering gen 3-beta-hydroksysteroiddehydrogenase typen II (
HSD3B2
) hadde en økt risiko for blærekreft (totalt OR 1,94 95% KI 1,36 til 2,75) sammenlignet med de som var villtype (tabell 2). De samlede resultatene for SNP HSD3B2_23 forble signifikant når analysen ble begrenset til ikke-invasive svulster. Effekten var sterkere for menn (variant eller 2,13 95% KI 1,40 til 3,25) enn kvinner (variant OR 1,56 95% KI 0,83 til 2,95), med en statistisk signifikant SNP-kjønn interaksjon (
P
interaksjon 0,048 ).
Vi deretter validert denne analysen bruker saker og kontroller fra Texas blærekreft Study. Vi identifiserte en proxy SNP som var i koblingsulikevekt (LD = 1,0) med risiko-assosiert SNP at vi først identifisert i New Hampshire befolkningen. Vi observerte en 3-dobling i blærekreft risiko forbundet med den varianten genotype (OR 3,66 95% KI 1,06 til 12,63) sammenlignet med villtype (tabell 3).
SNPs analysert i forhold til generelle blære kreftrisiko som vi rapporterte tidligere (for eksempel i metabolismen SNPs metylentetrahydrofolat dehydrogenase (NADP + avhengig) 2 (
MTHFD2
), alkohol dehydrogenase 1C (
ADH1C
); telomerase SNPs telomerase-assosiert protein 1 (
TEP1
) og telomerase revers transkriptase (
TERT
)) møtte også de gjeldende kriteriene for statistisk signifikans, falske funnrate, og minimum utvalgsstørrelse per celle som vi satt for dette begrenset analyse av urothelial celle kreft risiko og viste lignende trender for risiko for både ikke-invasive og invasive svulster [18].
Vi brukte flerfaktordimensjoner Reduction (MDR) algoritmer for å oppdage de beste mulige interaksjoner mellom de analyserte SNPs i forhold til uroteliale celle carcinoma risiko [27]. MDR analyse av immunrelaterte gener ga topp rangering SNP kombinasjon: GATA3_23, og CD81_04 (testing balanse nøyaktighet 0,56, kryssvalidering konsistens 3/10). Denne interaksjonen var statistisk signifikant ved sannsynligheten ratio test, med en redusert blærekreft risiko forbundet med heterozygot /variant genotype av disse SNPs vs. villtype (
P
= 0,0003) (tabell 4). De beste MDR toveis modeller for de andre prosessene ikke har en likelihood ratio test
P
verdier som møtte våre kriterier for statistisk signifikans etter justering for alder, kjønn og røykestatus (data ikke vist).
i tillegg kjørte vi Statistiske epistasis nettverksmodeller for å teste parvise samspillet mellom SNPs, som beskrevet [28]. Logistisk regresjonsanalyse av de beste rangerte SNP par (informasjon gain 0,011) ble deretter utført med justering for alder, kjønn og røykestatus. Nettverks grafer viser de beste SNP kombinasjoner, som rangert etter permutasjon
P
-verdi og samhandling styrke, for DNA-reparasjon, immun og Stoffskifte grupper (Figur S1). Personer med variantformer DNA-reparasjonsgener postmeiotic segregering økt 1 (
PMS1
) og nibrin (
NBS1
) hadde en fire ganger høyere risiko for blærekreft (OR 4,15 95% KI 1,79 -9,66) sammenlignet med de villtype for disse SNPs (tabell 5). I motsetning til dette ble det observert redusert risiko for immunrelaterte SNP’er i interferon-regulerende faktor 3 (
IRF3
) og interleukin 6 (
IL-6
) (OR 0,39 95% CI 0,24 til 0,62) og for Metabolism SNP kombinasjoner av katekol-O-metyltransferase (
COMT
) og apolipoprotein B (
ApoB
) (OR 0,35 95% KI 0,21 til 0,58), og for prostaglandin-endoperoxide syntase 2 (
PTGS2
) og ATP-bindende kassett, sub-familien C, medlem 4 (
ABCC4
) (0,23 95% KI 0,11 til 0,49). Andre mulige interaksjoner som vises i nettverket grafer oppfyller ikke våre sannsynligheten ratio testkriterier for statistisk signifikans etter justering for alder, kjønn og røykestatus. Hardy Weinberg likevekt
P
-verdier for kontroll befolkningen var (HSD3B2_23 rs1417608 NH = 0.46e-19, rs1341015 TX = 0,38, GATA3_23 = 0,005, CD81_04 = 0,45, PMS1_26 = 0,10, NBS1_01b = 0,66, IRF3_01 = 0,30, IL6_01 = 0,24, COMT_28b = 0,003, APOB_07 = 0,09, PTGS2_05 = 0,79, ABCC4_04 = 0,50).
Vi testet etter bevis for befolkningen stratifisering bruke hele settet med 1,421 SNPs analysert i denne studien . En Q-Q tomten sammenligne den observerte til forventet
P
-verdi distribusjon tyder på at befolkningen stratifisering er ubetydelig for denne studien (figur S2). Vi beregnet genomet inflasjon faktor (λ) for å være 1,05 (95% KI 0,92-1,08) [29].
Diskusjoner
Vi observerte at genetisk variasjon i 3’UTR flankerende område av hormon regulering gen 3-beta-hydroksysteroiddehydrogenase type 2 (
HSD3B2
) var assosiert med nesten en dobling i blærekreft risiko. Dette SNP er relativt utbredt i befolkningen, med variant alleler detektert i mer enn 30% av vårt tilfelle gruppe.
HSD3B
koder for NAD + avhengige mikrosomale enzymer som katalyserer biosyntesen og inaktivering av mange typer av steroidhormoner. De katalyserer dannelsen av dihydrotestosteron og dihydroprogesterone [30] (fig S3a). I prostata, de inaktivere dihydrotestosteron, som binder og stimulerer gentranskripsjon via androgen-responsive elementer [31]. Flere studier har tidligere knyttet
HSD3B
polymorfismer med økt prostatakreft risiko og aggressivitet [31], [32], [33], [34]. Spesielt to
HSD3B2
SNPs i 3’UTR (rs1819698 og rs1538989) var assosiert med signifikant økt risiko for prostatakreft hos folk av europeisk avstamning (OR 2,66 95% KI 1.13 til 6.24) [31]. Disse prostatakreft relaterte SNPs er i høy koblingsulikevekt med vår blærekreft forbundet flankerer SNP, rs1417608 (henholdsvis
2 0,841 og 1,0, r). SNP rs1538989 påvirket binding av transkripsjonen aktivator PU.1 i et allel-spesifikk måte [31]. SNP rs1819698 er også beregnings spådd å forstyrre mikroRNA bindingssteder for Mir-3658 (deltaer 0,571). Vår risikoen SNP (rs1417608) er også i koblingsulikevekt med en annen Mir bindingssetet forstyrre 3’UTR SNP, rs1361530 (r
2 0,818), noe som kan påvirke binding av MIR-423-5p (deltaer 0,62), speil 1914 * (deltaer 0,591), og MIR-3658 (deltaer 0,571) (https://tare.medisin.ntnu.no/mirsnpscore). Disse beregnings spådd relasjoner er spekulativ og funksjonell karakterisering vil være nødvendig for å verifisere forstyrrelse av miRNA bindende eksperimentelt.
HSD3B2
SNP at vi fant forbundet ble ikke inkludert på de store genom foreningen paneler brukes for senere studier på blærekreft [21], [35], [36]. Et søk etter SNPs i koblingsulikevekt avdekket andre flankerer 3’UTR SNPs som var inkludert på Illumina SNP paneler analysert i disse studiene (rs1341015, rs11805965, rs10923825). Analyse av proxy SNP rs1341015 i Texas blærekreft Study befolkningen bekreftet en tre ganger høyere risiko. Foreningen har kanskje ikke vært rapportert tidligere på grunn av den sterke tilknytningen blant menn, og i ikke-invasiv kreft; mens, tidligere genom-wide scan studiene fokuserte på hovedeffekter i populasjoner, og noen hadde en større andel av invasive og høye svulster risiko [21], [35], [36]. Overvekt av blærekreft hos menn i forhold til hunner øker muligheten for en rolle for feilregulert hormonnivået i etiologien for denne sykdommen. Hos kvinner er paritet knyttet til en lavere risiko for blærekreft sammenlignet med nulliparity, også støtter hypotesen om at hormoner kan endre blærekreft risiko [37], [38]. Nyere dyrestudier videre implisere en spesiell rolle for androgener og androgen reseptor i blærekreft. Spesielt androgen og androgen reseptor uttømming beskyttet mus fra utvikling av kjemiske kreftfremkallende indusert blæren svulster. Dihydrotestosteron tilskudd delvis restaurert svulstdannelse til androgen receptor knockout mus [12].
I immunrespons vei, observerte vi en interaksjon mellom SNPs i
GATA3 Hotell og
CD81
, slik at de kombinerte heterozygote variant genotyper var assosiert med redusert risiko blærekreft. CD81 fremmer T-celle-aktivering, proliferasjon og IL-2-produksjon [39] (fig S3b). GATA3 er en transkripsjonsfaktor som binder og aktiverer T-cellereseptorer alfa og delta, blant en rekke andre mål som interleukiner og interferon gamma (figur S3c). Over-uttrykk for GATA3 protein ble observert hos 67% av uroteliale karsinom [40]. GATA3 polymorfismer har vært forbundet med redusert risiko for brystkreft [41]. Risikoen-modifiserende effekt av disse immunrelaterte SNP’er forsterker viktigheten av immun-respons, betennelse eller infeksjon i etiologien av blærekreft. Blæren er en av de få kreft med robuste svar på immunterapi. Den inflammatoriske respons på Bacillus Calmette-Guerin (BCG) instillasjon i blæren resulterer i en anti-tumorigen effekt involverer nøytrofile celler [42]. Videre har vi og andre konsekvent observere lavere blærekreft risiko blant brukere av ikke-steroide antiinflammatoriske midler (NSAIDs) [43].
Som med immunrespons SNPs, flere av de andre interaksjoner som vi observerte dratt en lavere risiko for blærekreft i forbindelse med en kombinasjon av heterozygote genotyper. Denne effekten er biologisk plausibel siden en moderat endring av effekten kan være fordelaktig, mens mer ekstreme effekter som kan bli tillagt ved homozygot variant genotyper kan være skadelig. En alternativ forklaring for identifisering av interaksjoner mellom heterozygoter er en statistisk kraft sak hvorved kombinasjonen av to homozygote variant genotyper var altfor sjelden i befolkningen for å være i stand til å oppdage interaksjoner. Funksjonelle analyser av disse genotypiske kombinasjoner ville være nødvendig for å bidra til å belyse disse effektene.
populasjonsbasert natur denne studien er en fordel for den potensielle generalizability av resultatene. Begrensninger inkluderer små mengder svært invasive lesjoner som begrenser vår evne til å evaluere effekten av genotype på denne undergruppe av aggressive kreftformer. Likevel, våre data tyder nye SNP-SNP og SNP-kjønns interaksjoner som endrer blærekreft risiko. Spesielt en utbredt SNP flankerer hormon regulatoriske genet
HSD3B
var assosiert med en større enn to ganger økt risiko blant menn. Dette funnet ble vellykket bekreftet av en proxy SNP i Texas blærekreft Study befolkning og videre validering vil sikre anvendelsen av disse potensielle genetiske markører før klinisk bruk. Denne observasjonen gir støtte til teorien om at hormonet feilregulering kan være viktig i etiologien av blærekreft. Identifisere hormon feilregulering som en ny årsaksfaktor for blærekreft kan føre til nye forebyggende strategier i fremtiden. Genetisk mottakelighet gener kan brukes som markører for høyrisikopopulasjoner som ville ha nytte av screening strategier for å oppdage svulster i blæren på tidlige stadier. Resistens markører kan også brukes til å veilede grensesetting på DNA-skadelige stoffer i miljøet og arbeidsplassen som er beskyttende av mer følsomme individer.
Hjelpemiddel Informasjon
Figur S1.
Statistiske epistasis Networks viser gen-gen-interaksjoner i forhold til blærekreft risiko. Styrkene i hovedeffekten og parvis interaksjon effekt ble målt ved hjelp av entropi-basert gjensidig informasjon og informasjon gevinst knyttet til hver SNP og hvert par-messig kombinasjon av SNPs. SNP genotypene ble modellert etter hvor høy variant allel dose (0 = hvete, 1 = heterozygot, 2 = homozygot variant). Resultatene er avbildet i nettverksdiagrammer. Permutasjon testing (1000 ganger) ble brukt til å beregne statistisk signifikans av hvert par av SNPs. Hver node representerer en SNP og dens størrelse betegner sin viktigste effekt. Bredden av en kant som forbinder to SNP’er betegner deres parvis interaksjon styrke. Grafer som presenteres representerer den øverste rangerte interaksjoner som har en permutasjon testing
P
0,02: S1A. DNA-reparasjon nettverk, S1b. Immun nettverk, S1c. . Metabolisme nettverk
doi: 10,1371 /journal.pone.0051301.s001 plakater (JPG)
Figur S2.
Q-Q tomt på
P
-verdier. Som en test for befolkning lagdelingen, sammenlignet vi observerte fordeling av
P
-verdier fra den logistisk regresjonsanalyse (y-aksen) til den som forventes under null fordeling (x-aksen)
doi.: 10,1371 /journal.pone.0051301.s002 plakater (JPG)
Figur S3.
