Abstract
Genome-wide assosiasjonsstudier (GWAS) har identifisert 19 risiko varianter assosiert med tykk- og endetarmskreft. Som de fleste av disse risikovariantene er bosatt utenfor de kodende regioner av gener, gjennomførte vi
cis
ekspresjon kvantitativ egenskap loci (
cis
-eQTL) analyser for å undersøke mulige regulatoriske funksjoner på uttrykk for nabo gener. Førti mikro stabile og CpG island methylator fenotype-negative kolorektal tumorer og sammenkoblede tilstøtende normale kolon vev ble brukt for genome-wide SNP og genuttrykk profilering. Vi fant at tre risiko varianter (rs10795668, rs4444235 og rs9929218, ved hjelp av nær perfekt proxyer rs706771, rs11623717 og rs2059252 henholdsvis) var signifikant assosiert (FDR
q
-verdi ≤0.05) med uttrykk nivåer av nærliggende gener ( 2 Mb opp- eller ned-stream). Vi observerte en sammenheng mellom lav kolorektal kreft risiko allel (A) for rs10795668 på 10p14 og økt uttrykk av
ATP5C1 product: (
q
= 0,024) og mellom tykktarmskreft høy risiko allel (C ) for rs4444235 på 14q22.2 og økt uttrykk av
DLGAP5 product: (
q
= 0,041), både i tumorprøver. Den kolorektal kreft lav risiko allel (A) for rs9929218 på 16q22.1 var assosiert med en betydelig reduksjon i uttrykket av både
NOL3 product: (
q
= 0,017) og
DDX28
(
q
= 0,046) i de tilstøtende normale kolon vevsprøver. Av de fire genene,
DLGAP5 Hotell og
NOL3
har tidligere blitt rapportert å spille en rolle i kolon kreftutvikling og
ATP5C1 Hotell og
DDX28
er mitokondrielle proteiner som er involvert i cellulær metabolisme og divisjon, respektivt. Kombinasjonen av GWAS funn, tidligere funksjonelle studier, og
cis
-eQTL analyser beskrevet her foreslå mulige funksjonelle aktiviteter for tre av tykktarmskreft GWAS identifisert risiko loci som regulerer uttrykket av nabo gener.
Citation: Loo LWM, Cheng jeg, Tiirikainen M, Lum-Jones A, Seifried A, Dunklee LM, et al. (2012)
cis
ekspresjon QTL Analyse av Etablert tykktarmskreft risiko Varianter i Colon Svulster og tilstøtende normalt vev. PLoS ONE 7 (2): e30477. doi: 10,1371 /journal.pone.0030477
Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA
mottatt: 01.09.2011; Godkjent: 16 desember 2011; Publisert: 17 februar 2012
Copyright: © 2012 Loo 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:. Dette arbeidet ble støttet av National Cancer Institute, National Institutes of Health i henhold til RFA # CA-95-011; og gjennom samarbeidsavtaler med University of Hawaii tykktarmskreft Familie Registeret (U01 CA074806), Mayo Clinic Cooperative Familie registeret for Colon Cancer Studies (U01 CA074800), Ontario Registry for studier av familiær tykktarmskreft (U01 CA074783), University of Southern California familiær kolorektal neoplasi Collaborative Group (U01 CA074799), og medlemmer av tykktarmskreft Family Registeret og PI I tillegg ble dette arbeidet delvis støttet av tilskuddet 5U24 CA074806 og Affymetrix Samarbeid i Cancer Research Program. 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
Genome-wide assosiasjonsstudier (GWAS) av tykktarmskreft har avdekket 19 vanlige genetiske varianter på 14 loci som bidrar til risikoen for tykktarmskreft [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]. Alle bortsett fra ett (rs10936599) av disse risikovariantene bor i intronic, intergeniske eller gen-ørkenen regionene (tabell 1), og kan tjene som markører for årsaks varianter som regulerer nabo eller fjerne gener. Således, er den nåværende utfordring å belyse hvordan disse risiko variantene påvirker spesielt utviklingen av kolorektal kreft. En lovende tilnærming er å evaluere disse variantene for sine assosiasjoner med differensial genuttrykk siden avskrift overflod kan fungere som et nyttig mellom fenotype i å tyde koblingen mellom en genetisk locus og en klinisk fenotype [8].
genuttrykk nivåer er svært arvelig [9], [10], [11] og differensial genuttrykk kan tilordnes en bestemt genetisk locus som et uttrykk kvantitativ egenskap locus (eQTL) påvirker nærheten (
cis-
) eller fjerne (
transaksjoner
) gener [12], [13]. Faktisk har GWAS risiko loci blitt rapportert å bli beriket for eQTLs, og gir innsikt i mulige mekanistiske effekter samt hjelpe til med identifisering av ytterligere varianter som kan står for arvbarheten av sykdommen [14]. Mens flere tidligere eQTL studier har vært gjennomført nesten utelukkende i lymfoblastoide cellelinjer [12], [15], [16], har noen nyere studier vist vevsspesifikke assosiasjoner mellom genetiske varianter og genekspresjon [17], [18], [19]. For kreftrisiko loci blir eQTL foreninger observert i den opprinnelige vev som gir opphav til svulsten forventes å være mer informativ [20].
For å avdekke hvorvidt etablerte risiko varianter for tykktarmskreft påvirke uttrykket av nabo gener forskjellig etter genotype, gjennomførte vi en
cis
-eQTL analyse av GWAS identifiserte colorectal risikovariantene bruker riktig kolon tilstøtende-normal og svulst vevsprøver innsamlet fra 40 tykktarmskreftpasienter. Dette er den første studien å gjennomføre en
cis
-eQTL analyse på både tilstøtende normalt og svulstvev fra en homogen gruppe av molekylært preget kolorektal tumorer (MSS og CIMP-negative).
Materialer og metoder
Etikk erklæringen
Godkjenning for denne studien ble innhentet i henhold til lokale krav Institutional Review Board (IRB) i alle deltakende sentre. Alle fag som inngår i denne studien undertegnet et informert skriftlig samtykke.
forsøkspersonene og vevsprøver
Frisk frosset, ble kolon adenokarsinomer og sammenkoblede tilstøtende prøver normalt vev samlet på tre steder (Mayo Clinic, Mount Sinai, og Cleveland Clinic) fra deltakerne i tykktarmskreft Family Registeret (C-CFR) [21] og testet for mikro ustabilitet (MSI) og CpG island methylator fenotype (CIMP). Prøver fra 40 mikro stabil (MSS) /CIMP-negative tumorer, den vanligste formen for kreft i tykktarmen, og deres parede prøver tilstøtende normalt vev (totalt 80 prøver) ble brukt i denne studien. De 40 pasientene var av europeisk herkomst med en gjennomsnittsalder på diagnose av 57 år.
DNA og RNA Isolation
Alle tumorprøver ble seksjonert og farget med hematoksylin og eosin, deretter gjennomgått av en patolog for å bestemme tumor celleinnhold. Tumorprøver som brukes for undersøkelsen hadde ved 70% tumorcelleinnhold. Genomisk DNA og total RNA ble ekstrahert fra disse vevsprøver ved hjelp av Qiagen AllPrep DNA /RNA Mini kit (Qiagen, Valencia, CA) etter produsentens anbefalinger.
MSI og CIMP Testing
MSI status var bestemmes ved å analysere 10 mikro loci (
BAT25
,
BAT26
,
BAT40
,
BAT24C4
,
D5S346
,
D17S250
,
ACTC
,
D18S55
,
D10S197
, og
MYCL
) som tidligere beskrevet [22]. Svulster ble klassifisert som MSS hvis ingen markører utstilt ustabilitet. For CIMP testing ble svulst DNA behandlet med natriumbisulfitt og analysert ved hjelp av automatiserte real-time PCR-basert MethyLight analyse for å identifisere denaturert CpG steder i promotorområdene av en etablert fem-gen panel for CIMP (
CACNA1G
IGF2
,
NEUROG1
,
RUNX3
, og
SOCS1
) og i promoter-regionen i
MLH1
. CIMP status ble rapportert som tidligere beskrevet i [23]. Svulster ble klassifisert som CIMP negativ hvis arrangøren hypermethylation ble funnet i ≤2 gener av de fem-genet panel og hvis det ikke var noen
MLH1
promoter DNA methyation.
Microarray analyse
genuttrykk profiler for tykktarmskreft og tilstøtende normalt vev ble evaluert med Affymetrix Genechip Menneskelig Exon 1,0 ST Array (Affymetrix, Santa Clara, CA); GEO Tiltredelse nummer GSE31737. Ribosomalt RNA (rRNA) ble fjernet fra total RNA ved hjelp av Menneskelig RiboMinus /mus transkriptomet Isolation Kit (Invitrogen Carlsbad, CA). Etter rRNA reduksjonen, Affymetrix Genechip Whole Avskrift (WT) Sense Target merkingsassay ble brukt til å generere forsterkes og biotinylerte sense-strand DNA mål for hybridisering på Genechip Menneskelig Exon 1,0 ST Arrays, etter produsentens anbefalinger.
Genomisk DNA ble ekstrahert fra normal tykktarm vev (n = 34) eller blod (n = 6) prøver og genotypede hjelp av Affymetrix Genome-Wide Humant SNP 6,0 Array. I korte trekk, ble DNA-prøver behandlet, merket og hybridisert i henhold til produsentens anbefalinger. Alle matriser ble skannet på The GeneChip® Scanner 3000 7G med Affymetrix Genechip kommandokonsollen (AGCC) Programvare for å måle fluorescerende signal intensiteter på hver sonde sted. Gjennomsnittlig takst for de 80 prøvene var 99,6%.
Valg av risiko varianter for CRC
Vi vurderte alle 19 etablerte risiko varianter for tykktarmskreft rapportert av genom-wide assosiasjonsstudier til november, 2010 (tabell 1) [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]. Genotype data for 12 av de 19 variantene var ikke tilgjengelig fra Affymetrix 6,0 array (tabell 1). For hver av disse 12 varianter ikke i tabellen, ble en proxy valgt blant de maskinskrevne SNP’er innenfor en region 20 kb opp- eller nedstrøms av risikoen allele, som var i høyeste LD (R «> 2≥0.90) med risiko variant blant HapMap CEU (https://gvs.gs.washington.edu/GVS/). Fordi rs10411210 på 19q13.1 ikke har en akseptabel proxy (r
2 0,90). På Affymetrix 6,0 array, ble det utelukket, noe som resulterer i totalt 18 risiko varianter for analyse
Real- Time PCR Validering
Teknisk validering av genuttrykk profiler ble utført på 20 tumor ved normale parene som inngår i microarray analyser. Real-Time kvantitativ PCR (qPCR) ble gjennomført for genene funnet å være forskjellig uttrykt ved geneotype i denne studien (
ATP5C1
,
DLGAP5
,
NOL3
,
DDX28
) og for fire gener (
APC
,
MACC1
,
DCC
, og
dsc2
) tidligere identifisert til å være forskjellig uttrykt i kolorektal tumorer. Kort fortalt cDNA ble fremstilt av opp til 2 mikrogram av ubehandlet total RNA ved hjelp av High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems Foster City, California). For Real-Time qPCR, 21-25 ng cDNA (basert på RNA-inngang) ble kjørt på 384-brønnen PCR-plater i tre eksemplarer ved hjelp av 1 x TaqMan genekspresjon analyser og TaqMan Universal PCR Mastermix med de anbefalte termiske profiler på 7900HT Fast Fast -Tid PCR System (Applied Biosystems Foster City, California).
Statistical Analysis
for hver av de 18 risiko varianter undersøkt, en
cis
-eQTL analyse ble utført for å undersøke sammenhengen mellom SNP genotyper og genekspresjon av alle nærliggende gener (innen 2 Mb opp- og nedstrøms for hver SNP). Hver SNP ble undersøkt av co-dominante og dominerende modeller, ved hjelp av rapporterte større allelet blant europeere som referansen allelet. Risiko varianter har en genotype kategori med mindre enn 2 prøver er ikke presentert. Genom-wide genekspresjon verdiene var log
2-transformert og normalisert ved hjelp av Robust Multi-matrise Analysis (RMA), ved hjelp av median polsk samandrag [24]. Transkripsjonen uttrykket verdi for hvert gen betraktes som var basert på gjennomsnittet av probeset intensitet for det genet. Å identifisere
cis
-genes forbundet med differensial uttrykk av SNP genotype, ble multivariat analyse av samvariasjon (ANCOVA) gjennomførte, justert for tumorstadium og analyse batch. Den Benjamini og Hochberg falske funnrate (FDR) korreksjon ble brukt for å korrigere for antall gener testet i 4 Mb intervall kartlagt for hver risiko allel [25]. Spearman rank korrelasjon testing ble utført for å validere sammenhengen mellom microarray og qPCR analyser. Den Partek Genomics Suite 6.5-programvare (St. Louis, MO) ble brukt for microarray og statistisk dataanalyser.
Resultater
I vårt utvalg sett 40 paret MSS og CIMP-negative kolorektal tumorer og tilstøtende normalt vev, identifiserte vi 50 gener som var forskjellig uttrykt av genotype for 11 av de 18 risikovariantene studert (
p
-verdier 0,05; Tabell S1). Etter å ha korrigert for multiple-testing, fire gener (
ATP5C1
,
DLGAP5
,
NOL3
,
DDX28
) ble identifisert til å demonstrere en statistisk signifikant forskjell i ekspresjonsnivåene i tumoren eller nær normal tykktarm vev i ett eller flere av de tre kategoriene for genotypen rs10795668 (10p14), rs4444235 (14q22.2), eller rs9929218 (16q22.1) (global test: FDR
q
-verdi 0,05, tabell 2). For rs10795668 på 10p14, observerte vi en signifikant forskjell i genuttrykk nivåer av genotype i tumorer for genet som koder for gamma subenheten i F1 kompleks av mitokondriell ATP syntase (
ATP5C1
;
q
verdi = 0,024). I motsetning til dette var det ingen forskjell i genekspresjon nivåer av genotype for
ATP5C1
eller andre nærliggende gener i tilstøtende normalt vev kolon for denne varianten. Tilsvarende for rs4444235 på 14q22.2, observerte vi en signifikant forskjell i genuttrykk nivåer av genotype for
Drosophila
homolog av plater, stort assosiert protein 5 (
DLGAP5; q
verdi = 0,041) når man sammenligner genekspresjon nivåer i tumorvev, men ikke i tilstøtende normalt vev. For rs9929218 på 16q22.1 ble to gener observert å ha en forskjell i uttrykk nivåer av genotype: nukleolært protein 3 (
NOL3
;
q
verdi = 0,017) og DEAD boks polypeptid 28 (
DDX28
,
q
verdi = 0,046), i tilstøtende normalt, men ikke svulstvev.
genotypen spesifikke sammenligninger for de tre risiko varianter med
cis
-eQTL forbindelser er vist i tabell 2 og figur 1. Vi har observert en statistisk signifikant økt ekspresjon av
ATP5C1
i tumorer i pasienter som er homozygote for en allel (
q
-verdi = 0,006) ved rs10795668 (10p14) sammenlignet med referanse genotype (GG). For rs4444235 (14q22.2), svulster i pasienter som var homozygote for C-allelet hadde signifikant høyere uttrykk for
DLGAP5
i forhold til svulster hos dem med referanse genotype (TT) (
q
verdi = 0,014). For rs9929218 (16q22.1), genotypen bestemt uttrykk for
NOL3 Hotell og
DDX28
i tilstøtende normal kolon vev ble betydelig redusert hos pasienter heterozygote for A-allelet kontra de med referanse genotype (GG) (
q
verdi = 9,34 × 10
-5 og
q
verdi = 4,15 × 10
-4, henholdsvis).
Boksplott plott~~POS=HEADCOMP av normalisert genuttrykk nivåer av
ATP5C1
,
DLGAP5
,
NOL3
,
og DDX28
for paret ved normal kolon vev (n = 40) og tykktarm tumor vev (n = 40). Hvert punkt representerer den normaliserte RNA ekspresjonsnivåene til et individ. Median genekspresjon nivået for hver genotype spesifikk gruppe er angitt med en linje inne i hver boks i grafen.
p
-verdi indikerer betydningen av global test for sammenligning uttrykk på tvers av genotyper. Dersom p-verdiene var signifikant (
p
-value≤0.05), FDR
q
-verdier ble gitt, noe som indikerer betydning etter korreksjon for multiple sammenligninger.
på grunn av det lave antallet personer som var homozygot for kolorektal kreft mindre alleler, vi også vurdert genuttrykk nivåer i prøver som gjennomføres enten en eller to kopier av den mindreårige allelet, i forhold til referansen genotype (siste kolonnen tabell 2). Tumorprøver fra pasienter med en eller to kopier av den mindreårige allelet (s) (alle A) for rs10795668, i forhold til GG genotype, vist økt uttrykk for
ATP5C1
10p14 (
q
verdi = 0,004). Tilsvarende for tumor prøver av pasienter med en eller to kopier av den mindreårige allelet (er) (noen C) på rs4444235 (14q22.2), uttrykk for
DLGAP5
ble økt i forhold til svulster med TT genotype (
q
verdi = 0,032). Det var ingen statistisk signifikant forskjell i uttrykket av
NOL3 Hotell og
DDX28
i tumor eller tilstøtende normalt vev når man sammenligner pasienter med en eller to kopier av den mindreårige allelet (e) (A) versus de med GG genotype for rs9929218 ved 16q22.1 (tabell 2).
de fire gener som er identifisert til å bli uttrykt forskjellig i forhold til de tre risikovarianter som er vist å ha en rolle i kreftrelatert mekanismer, slik som cellulær metabolisme og proliferasjon, apoptose og [26], [27], [28], [29]. Derfor har vi sammenlignet uttrykket nivåer av de fire
cis
-regulated gener (
ATP5C1
,
DLGAP5
,
DDX28
,
NOL3
) mellom svulster og tilstøtende normalt kolon vev. Alle fire gener ble uttrykt forskjellig i tumorer sammenlignet med de tilstøtende normale tykktarm vevsprøver. Uttrykket nivået av
ATP5C1 product: (
p
verdi = 0,005) var lavere i tumorer, mens uttrykket nivåer av
DLGAP5
(
p Anmeldelser – verdi = 7,80 × 10
-7),
DDX28 product: (
p
verdi = 0,016) og
NOL3 product: (
p
-verdi 0,044) var høyere i svulster i forhold til tilstøtende normalt kolon vev (figur 2).
Boksplott plott~~POS=HEADCOMP av genuttrykk nivåer for
ATP5C1
,
DLGAP5
,
NOL3
,
og DDX28
i paret ved normal tykktarm vev og tykktarms svulstvev (n = 40 par). Betydningen av dette uttrykket er angitt med
p
-verdi.
For å bekrefte påliteligheten av microarray resultater, gjennomførte vi en teknisk godkjenning ved qPCR testing av genuttrykk nivåer på 20 tilfeller med gjenværende RNA, ut av de 40 opprinnelige tilfeller, både for tilstøtende normale og kreft vevsprøver. Den Spearman Rank Order korrelasjonskoeffisienter for de fire genene identifisert i
cis
-eQTL analyse i vevstype (tumor eller normal) hvor genotype-spesifikk differensial uttrykk ble observert var,
ATP5C1 r
s
= 0,39;
DLGAP5 r
s
= 0,68;
NOL3 r
s
= 0,11;
DDX28 r
s
= 0,22. Som en ekstra teknisk valideringstrinnet, analysert vi fire gener (
APC
,
MACC1
,
DCC
, og
dsc2
) som tidligere har blitt etablert å bli uttrykt forskjellig mellom tumor og tilstøtende normalt vev i kolorektal cancer [30], [31], [32], [33]. Vi fant god korrelasjon (Spearman Rank Order korrelasjon,
r
s
0,5) i genuttrykk profiler for alle fire gener mellom vår mikromatriser og qPCR analyser. Spesielt lavere uttrykk for
APC
,
DCC
, og
dsc2 Hotell og høyere uttrykk av
MACC1
ble observert i tumorprøver i forhold til den sammenkoblede tilstøtende normalt vev i både microarray og qPCR analyser. Disse tekniske validerings data støtter påliteligheten av våre observasjoner basert på genuttrykk microarray resultater.
Diskusjoner
Vår studie undersøkte 18 av de 19 GWAS-identifiserte kolorektal kreft risiko varianter for tilknytning til uttrykk av nabogener (innen 2 Mb opp- og nedstrøms av SNP) i 40 pasienter med MSS og CIMP-negative tykktarmskreft, ved hjelp av ferskt frosset sammenkoblet tilstøtende og normal colon tumorprøver (fig S1). Vi identifiserte fire gener (
ATP5C1
,
DLGAP5
,
NOL3
, og
DDX28
) på tre risiko loci med en statistisk signifikant forskjell i genekspresjon nivåer ved genotype.
ATP5C1
koder for gamma-subenheten av den katalytiske kjerne (F1) i det mitokondrielle ATP syntase, enzymet komplekset er ansvarlig for ATP-syntese, kjent for å spille en sentral rolle i cellulær åndedrett. En vanlig hendelse i tumorceller er den metabolske overgangen fra respirasjon (i mitokondriene) til glykolyse (i cytosol), ofte betegnet som «Warburg-effekten» [34], [35]. Flere mekanismer kan initiere denne bryter, hvorav den ene er en nedgang i ekspresjon av beta-underenheten av ATP syntase (F1) (
ATP5B
), som fører til avbrudd av den katalytiske funksjon av ATP-syntase-komplekset, en hendelse som tidligere er blitt observert i flere krefttyper [26], [29]. I tumorprøver analysert i denne studien, observerte vi en økning i uttrykket nivåer av
ATP5C1 Hotell som var signifikant assosiert med A-allelet på rs10795668. A-allelet har vært assosiert med en redusert risiko for tykktarmskreft (OR = 0,89;
p
= 2,5 × 10
-13) i en tidligere GWAS [6]. Dermed blir økt uttrykk av
ATP5C1
knyttet til A-allelet ville være forenlig med å opprettholde virksomheten i ATP syntase og cellulær respirasjon og potensielt hemme tumorprogresjon for tykktarmskreft.
DLGAP5
, også kjent som
HURP plakater (hepatoma oppregulert protein), koder for et mikrotubulus-bindende protein er involvert i dannelse og funksjon av mitotiske spindler [36], [37], og antas å være en celle syklus regulator og målet for Aurora A kinase [38], [39]. Over-ekspresjon av
DLGAP5
har vært forbundet med dereguleringen av spindelen fiber-dannelse og funksjon under mitose [38]. I tillegg har det blitt rapportert at
DLGAP5
kan ha en rolle i stamcelle vedlikehold og overlevelse, og har blitt observert å være over-uttrykt i kolorektale cancerceller [27], [28], [40]. C-allelet for rs4444235 har tidligere blitt rapportert i GWAS å øke risikoen for tykktarmskreft (OR = 1,11;
p
= 8,1 × 10
-10) [3]. Våre funn at C-allelet er assosiert med økt
DLGAP5
uttrykk i tumorer, antyder en mulig mekanisme som denne allel kan fremme tumorprogresjon for tykktarmskreft. I tillegg ser vi at rs4444235 har vist seg å ha en betydelig sterkere tilknytning til MSS-subtyper av tykk- og endetarmskreft [3], som var den molekylære subtype av tumorprøver inkludert i vår studie.
DDX28
koder for en død boks protein med RNA helikaseaktivitet. Selv
DDX28
ikke har spesielt blitt rapportert å ha en rolle i kolorektal kreft, andre DEAD boks RNA heli har vist seg å være overuttrykt i kolorektale svulster, viser en funksjon for RNA heli i tumorigenesis [41], [42 ], [43].
NOL3
-genet, også kjent som ARC (apoptose repressor med caspase rekruttering domene) koder for et anti-apoptotiske protein som regulerer p53 og kaspasene 2 og 8 [44], [45]. Flere studier har vist at
NOL3
er regulert av aktivert N- og H- Ras og er overuttrykt i endetarmskreft [41], [46], [47]. Vi har også observert
NOL3
å bli overuttrykt i tumor mot tilstøtende normalt vev. I tillegg er våre
cis
-eQTL analyse indikerte en forening for redusert uttrykk av både
DDX28 Hotell og
NOL3
i tilstøtende normale kolon vev av individer bærer A-allelet, spesielt tilfeller med GA genotype for rs9929218. Tatt sammen med funn at A-allelet på rs9929218 er forbundet med redusert risiko for tykktarmskreft (OR = 0,91;
p
= 1,2 × 10
-8) [3], vår observasjon av en forening mellom dette allelet og redusert
DDX28 Hotell og
NOL3
uttrykk i tilstøtende normalt vev tyder på at disse genene kan senke risikoen for kolorektal kreft ved å fungere til å hemme tidlige hendelser av kolorektal kreftutvikling. Våre funn kan også understreke viktigheten av å studere normalt vev, i tillegg til svulstvev, i eQTL studier av kreft.
Interessant, differensielt uttrykte gener identifisert i denne studien var ikke genene direkte naborisikovariantene GWAS. For eksempel, for rs10795668,
GATA3
er det nærmeste nabo genet, men vi fikk ikke observere noen signifikant sammenheng for forskjells uttrykk for
GATA3 Hotell og denne SNP genotype (
p
-verdi 0,05). Tilsvarende for rs4444235 og
BMP4
, som er atskilt med mindre enn 10 kb, og for rs9929218, som ligger i et intron av
CDH1
, observerte vi ingen sammenheng med genotype og genuttrykk. I en fersk undersøkelse, Carvajal-Carmona et al. rapportert på en fin kartleggingsstudie til kolorektal kreft risiko alleler i 8q23.3 og 16q22.1 [48]. De fant heller ingen sammenheng med genuttrykk av nærmeste genet, slik som
EIF3H Hotell og
CDH1
i monocytter cellelinjer, henholdsvis, men finne en tilknytning til mer fjernt gener som
UTP23
for rs16892766 på 8q23.3 og
ZFP90
for rs2059254 på 16q22.1 [48]. I vår studie av tykktarms vevsprøver, vi også observert en forening (
p
= 0,03) for
ZFP90
uttrykk nivåer og risiko allel ved 16q22.1 (tabell S1); men foreningen var ikke lenger signifikant, justert for multiple sammenligninger. Disse resultatene, og de av andre studier [3], [12], [15], [49], tyder på at risikoVarianter kan ikke fortrinnsvis regulere gener som er nærmest. Snarere kan transkripsjonsregulerende mekanismer påvirket av allel status involverer komplekse kromatin bekreftelse stater og funksjon i en vev bestemt kontekst.
Få andre studier har undersøkt sammenhengen mellom tykktarmskreft risiko varianter og genuttrykk i nær-by gener. Den overbevisende studie undersøkte seks GWAS risikovarianter for deres effekt på uttrykk for et lite antall nabokandidatgener i 90 CEU Hapmap, EBV-transformerte lymfoblastoide cellelinjer (rs9929218 for
CDH1 Hotell og
CDH3
, rs4444235 for
BMP4
, rs10411210 for
RHPN2
, rs961253 for
BNIP2
, rs6983267 for
c-MYC
, og rs3802842 for
LOC120376
) [3]. Ingen signifikant sammenheng ble funnet. Selv om vi ikke var i stand til å vurdere rs10411210, vi på samme måte ingen assosiasjoner mellom de gjenværende fire varianter og forskjells uttrykk av disse genene før eller etter korreksjon for multippel testing både i tilstøtende normalt kolon og svulstvev (
p
-verdier 60% for å påvise en 15% forskjell i uttrykk på tvers av genotyper) og behovet for replikering studier med større utvalgsstørrelser for å bekrefte effekten av disse risiko varianter på å regulere genuttrykk av nabo gener. De mest bemerkelsesverdige sterke sidene ved denne studien var å inkludere både ved normal og ondartet vev og begrensningen til en homogen gruppe av molekylært karakteriserte kolorektal tumorer (MSS og CIMP-negative).
I sammendraget, våre data tyder på at analyse av virkningene av risiko alleler på genekspresjon i godt karakterisert tumorer og deres sammenkoblet tilstøtende normalt vev er sannsynlig å være meget informative. Videre undersøkelse av de risiko varianter og differensielt uttrykte genene må bli utført for å bekrefte resultatene, samt utvidelse av analysen til andre molekylære subtyper av tykktarmskreft og adressering mekanistiske hendelser i et vev bestemt kontekst.
støtte Informasjon
Figur S1.
Flytskjema av
cis
-eQTL analyse av kolorektal kreft risiko varianter. Flytskjemaet skisserer fremgangsmåten for å analysere av virkningene av risiko alleler på genekspresjon, av gener innenfor et 4 Mb rekke risiko allel, i godt karakterisert kolorektale tumorer og deres sammenkoblet tilstøtende normalt vev
doi:. 10,1371 /journal.pone.0030477.s001 product: (TIF)
Tabell S1.
differensielt uttrykte gener assosiert med risiko varianter for tykktarmskreft. En liste over de 50 gener som ble identifisert til å være forskjellig uttrykt av genotype for 11 av de 18 risikovariantene studert (
p
-verdier 0,05) i analysen av 40 paret MSS og CIMP-negative colorectal tumor og tilstøtende normalt vev
doi:. 10,1371 /journal.pone.0030477.s002 product: (PDF)
Takk
innholdet i dette manuskriptet ikke nødvendigvis gjenspeiler synspunktene eller retningslinjer av National Cancer Institute eller noen av de samarbeidende sentre i CFR, heller ikke omtale av varenavn, kommersielle produkter eller organisasjoner innebærer godkjennelse av den amerikanske regjeringen eller CFR. Vi takker også deltakerne i Colon Family registeret som har bidratt til en bedre forståelse av de genetiske bidrag til tykktarmskreft. Vi vil også gjerne takke Affymetrix Cancer Research Program og legene. Gordon Okimoto og Hansong Wang for analytisk veiledning.
