Abstract
EphB2
genet har blitt antydet som en tumor suppressor gen somatisk endret i både prostatakreft (PC) og tykktarmskreft. Vi har tidligere vist en sammenheng mellom en
EphB2
kimcellelinje tull variant og risiko for familiær prostatakreft blant African American menn (AAM). Her setter vi ut for å teste hypotesen om at felles variasjon innen
EphB2
locus er assosiert med økt risiko for sporadisk PC i AAM. Vi genotypede et sett av 341 enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) som omfatter
EphB2
locus, inkludert kjente og nye koding og ikke-kodende varianter, i 490 AA sporadiske PC tilfeller og 567 matchede kontroller. Enkelt markør-basert logistikk regresjonsanalyse avdekket syv
EphB2
SNPs som viser statistisk signifikant sammenheng med prostata kreftrisiko i vår befolkning. Den mest signifikant sammenheng ble oppnådd for en roman synonymt koding SNP, TGEN-624, (Odds Ratio (OR) = 0,22; 95% konfidensintervall (KI) 0,08 til 0,66, p = 1 × 10
-5). To andre SNPs viser også signifikante assosiasjoner mot en beskyttende effekt rs10465543 og rs12090415 (p = 1 × 10
-4), OR = 0,49 og 0,7, henholdsvis. Ytterligere to SNPs avslørt tendenser til økning i risiko for prostatakreft, rs4612601 og rs4263970 (p = 0,001), OR = 1,35 og 1,31, henholdsvis. Videre haplotype analyse viste lave nivåer av koblingsulikevekt innen regionen, med to blokker som blir forbundet med prostata kreftrisiko blant befolkningen vår. Disse dataene antyder at genetisk variasjon på
EphB2
locus kan øke risikoen for sporadisk PC blant AAM
Citation. Robbins CM, Hooker S, Kittles RA, Carpten JD (2011)
EphB2
SNPs og sporadiske prostatakreft Risiko i African American menn. PLoS ONE 6 (5): e19494. doi: 10,1371 /journal.pone.0019494
Redaktør: Jen-Tsan Ashley Chi, Duke University, USA
mottatt: 02.11.2010; Godkjent: 08.04.2011; Publisert: May 16, 2011
Copyright: © 2011 Robbins, 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 Institutes of Health, National Cancer Institute, Center for å redusere krefthelseforskjeller Grant (R01CA122009) og Department of Defense (DAMD W81XWH-07-1-0203). 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
prostatakreft (PC) er fortsatt den vanligste mannlige bestemt malignitet diagnostisert i USA i 2010 alene om 217 730 nye tilfeller av prostatakreft stod for 28% av diagnoser for de ti ledende krefttyper. Videre er anslagsvis 32,050 dødsfall tilskrives denne sykdommen hvert år [1]. Mange risikofaktorer som diett, livsstil, hormoner, alder, rase og har vært implisert som bidrar til risikoen for prostatakreft; derimot, er familiehistorie den mest betydningsfulle og reproduserbar risikofaktor kjent, der menn med to eller tre første grad slektninger med prostatakreft hadde en fem og 11 ganger økt risiko for å utvikle prostatakreft, henholdsvis [2], [3].
det er allment kjent at forekomsten av prostatakreft varierer mye etter opphav med African American menn (AAM) som har blant de høyeste prostata kreft priser i verden. Den 2002-2006 forekomsten av prostatakreft i USA per 100.000 menn var 231,9 i AAM versus 146,3 i europeisk amerikanske menn (EAM) [1]. Dette misforholdet er sett enda mer drastisk når man ser på dødelighet blant disse to gruppene med AAM å ha en større enn to ganger høyere (56,3 per 100 000) prostatakreft dødelighet sammenlignet med EAM (23,6 per 100 000) i løpet av denne samme tidsrammen [1]. Selv om det er generelt akseptert at sosioøkonomiske faktorer er viktige drivere for den forskjellen i forekomsten av prostatakreft og dødelighet, kan biologiske faktorer også spiller en rolle. Nyere bevis støtter en genetisk komponent som bidrar i det minste delvis til denne rase misforhold og å påvirke sykdomsprogresjon [4]. Overbevisende bevis viser sterk genetisk sammenheng mellom prostatakreft risiko og genetiske markører på 8q24, der flere av de risikolene har mindre allel frekvenser som er høyere i populasjoner av nyere vestafrikanske anstendig, noe som tyder på en rolle i den økte forekomsten av prostatakreft i AAM [ ,,,0],5], [6], [7], [8], [9], [10].
Videre er det flere gener innblandet som arvelig prostatakreft tumorsuppressorgener slik som
HPC /ELAC2 og RNAseL
har vært knyttet til økt risiko for prostatakreft hos afroamerikanere [11], [12], [13], [14]. For å oppnå dette, har vår gruppe sett på forholdet mellom somatisk endrede tumorsuppressorgener i prostatakreft og risiko for familiær prostatakreft blant afroamerikanske menn. Den EPHB2 tyrosin kinase ble først rapportert som en prostata kreft svulst suppressor genet, husing somatiske mutasjoner i prostatakreft [15]. Videre somatiske forandringer på
EphB2
locus har blitt rapportert i tykk- og endetarmskreft i tillegg [16], [17], noe som ytterligere støtter en rolle for
EphB2
som en viktig kreft genet. I tillegg er en germline
EphB2
tull variant (3055A T; K1019X). Var positivt assosiert med risiko for familiær prostatakreft hos afroamerikanske menn fra høyrisikofamilier [18]
Selv om en forrige forening studie av
EphB2
genet har fokusert på koding områdevarianter i familiære prostatakreft tilfeller vi har satt ut for å finne ut om genetisk variasjon på
EphB2
locus er forbundet med risiko for sporadisk prostatakreft hos afro-amerikanere. Her rapporterer vi genotyping av 341 enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) som omfatter hele
EphB2
locus i en populasjon av AAM inkludert 490 sporadiske tilfeller og 567 matchede kontroller for å søke etter sammenheng mellom
EphB2
genotyper eller haplotyper og risikoen for prostatakreft i vår studiepopulasjonen.
Resultater
for å teste for sammenhengen mellom genetisk variasjon på
EphB2
locus og risiko for sporadisk prostatakreft blant AAM utførte vi en detaljert sak /kontroll kandidat genet forening studien. For å være omfattende, heller enn å bruke en merket SNP nærmet vi valgte å genotype alle kjente SNPs omfatter
EphB2
genet i vår befolkning. Vi valgte 355 SNPs som hadde blitt valgt for genotyping av International HapMap prosjektet for å utvikle vår egen haplotype kart over
EphB2
genet i vår bestemt populasjon. Disse SNPs ble supplert med et sett av 14
EphB2
koding SNPs tidligere oppdaget og rapportert av vår gruppe [18]. Etter analysen utvikling endte vi opp med totalt 341 SNPs for analyse, som ble genotypet i vårt utvalg av 1057 AAM inkludert 490 sporadiske tilfeller og 567 matchede kontroller. Detaljer om prøven befolkningen kan bli funnet i Tabell 1. For å minimere feil potensielt forårsaket av befolkningen substructuring har alle personer innenfor vårt utvalg blitt genotypet med et uavhengig sett med 100 admixture informative markører (AIMS). En første analyse ble utført for å identifisere SNPs som var ute av Hardy-Weinberg likevekt (HWE). Totalt 26 SNPs fravikes HWE (tabell S1). Av de resterende 315 SNP, 19 av dem var mono-allelisk i populasjonen.
Detaljerte resultater av krets analyse for alle informative SNP er presentert i Tabell S2. Disse resultatene er ytterligere illustrert i figur 1. Etter korrigeringer for genetisk opphav og multippel testing, fant vi statistisk signifikante sammenhenger for sju SNPs innenfor
EphB2
genet, som forble signifikant etter flere tester (tabell 2). Den mest signifikant sammenheng ble oppnådd for en roman synonymt koding SNP, TGEN-624, (Odds Ratio (OR) = 0,22; 95% konfidensintervall (KI) 0,08 til 0,66, p = 1 × 10
-5), som ser ut til å tilveiebringe en beskyttende effekt. To andre SNPs viser signifikante assosiasjoner mot en beskyttende effekt inkludert rs10465543 og rs12090415 (p = 1 × 10
-4), OR henhold = 0,49 og 0,7,. Ytterligere to SNPs viste tendenser til økning i risikoen for prostatakreft, inkludert rs4612601 og rs4263970 (p = 0,001), med OR = 1,35 og 1,31 kroner.
Plot inkluderer en visning av koblingsulikevekt (r
2) basert på HapMap Yoruba (yor) data og posisjoner SNPs langs kromosom 1. SNPs vist i grått var ikke i HapMap. Rekombinasjon priser er vist ved den blå linjen i plottet. Association analyse P-verdiene ble justert for alder og global vestafrikanske herkomst og visualisert ved hjelp LocusZoom (https://csg.sph.umich.edu/locuszoom/).
Vi har også testet muligheten av om disse syv SNPs ble hver uavhengige risikofaktorer, eller hvorvidt de forbindelser var avhengige av hverandre. Vi utførte en trinnvis regresjon bruker hver SNP individuelt som årsaks mens kontrollere for de andre. Ingen av de andre SNPs bidratt til foreningen når enten rsTGEN-624 eller rs12090415 ble ansett som prediktor for risiko.
Svært lite utvidet kobling disequlibrium (LD) ble observert i
EphB2
genet (Figur 1). I stedet observerte vi 38 små haplotype blokker (største spenner over ca 20 kb). Dette er i tråd med funnene at bestander av fersk West afrikansk avstamning har mindre LD og mindre blokk strukturer (32). Haplotype forening analyser var i samsvar med våre enkelt SNP analyser. Bare tre av SNPs testet var innenfor definerte haplotype blokker (rs1318720, rs4612601, og rs10465531). Haplotype blokk 6, ble tagget av SNPs rs138720 og rs4612601 og haplotype blokk 18, tagget av SNPs rs12074138 og rs10465531, var signifikant assosiert med prostatakreft (Tabell 3).
Diskusjoner
EphB2
genet koder for den EPHB2 reseptortyrosinkinasehemming og ble tidligere identifisert av vår gruppe som en tumor suppressor genet i prostata kreft [15]. En uavhengig studie av 72 probands fra afroamerikanske arvelig prostatakreft familier identifisert 10 sekvensvarianter i
EphB2
genet [18]. Dette inkluderte en felles tull mutasjon K1019X som viste en sammenheng med PC i AA menn som hadde en familie historie av PC, selv etter justering for innblanding. Men denne foreningen ble ikke sett i AA sporadiske tilfeller med PC [18].
Her foretok vi en undersøkelse for å fastslå om genetisk variasjon på
EphB2
locus er forbundet med risiko for sporadisk prostata kreft blant afroamerikanske menn. Ikke med stående, vår omfattende analyse av
EphB2
locus videre støtter viktigheten av
EphB2
genet som en antatt tumor suppressor gen som er involvert i sykdommen etiologi av prostatakreft, og at både vanlig og sjeldne
EphB2
varianter sannsynlig spille en betydelig rolle i økt sykdomsrisiko for sporadisk prostatakreft i AAM. Den tidligere identifisert roman synonymt koding SNP TGEN-624 viste ingen sammenheng med økt risiko i AA menn med familiehistorie med PC, men her viser vi at i AA menn med sporadisk sykdom det er en statistisk signifikant sammenheng med risiko. Dette ytterligere støtter viktigheten av
EphB2
genet i ikke bare AAM med familiær PC, men også i AAM med sporadisk PC, selv om ytterligere validering i andre datasett er nødvendig for å fullt ut støtte vår forening.
mens vi er oppmuntret av samsvar mellom våre nåværende og tidligere resultater, gjør vi oppmerksom på at vår studie er begrenset. Først ble strøm beregninger brukes til å definere størrelsen på våre studiepopulasjonen, og vår beskjedne utvalgsstørrelsen er tilstrekkelig til å oppdage moderat til store effekter (OR 1,5). Imidlertid vil vi være begrenset til å oppdage loci med mindre effekter (1,2-1,4). Videre, selv om vi genotypet en relativt tett sett av kjente SNPs (~ 1 SNP per 700 bp), er det mulig at flere nye «private» SNPs med viktige effekter kan ha vært savnet i
EphB2
locus, støtte mulig sammenheng studiedesign basert på hel genom eller kandidat region sekvensering for å fange opp hele beløpet av genetisk variasjon innen en gitt studiepopulasjonen.
Vi fanget mye av variasjonen langs
EphB2
genet og observert mange små haplotype blokker over genet, noe som tyder på at funnet av genetiske foreninger i populasjoner av fersk vest afrikansk avstamning bør stole på høy oppløsning haplotype kart basert på afrikanske populasjoner. Derfor kan genom-wide association studier med array-teknologi som er basert på europeiske haplotype merking SNPs eller de med én million jevnt fordelt SNPs (en SNP per 3 kilobaser) ikke fange mengden av genetisk informasjon som trengs for å oppdage foreninger i gener slike som
EphB2
i populasjoner av fersk vest afrikansk avstamning som vårt. Vi føler denne studien setter scenen for en ny æra i genom-wide assosiasjonsstudier i populasjoner av fersk vest afrikansk avstamning, hvor foreninger kan bare oppdages ved ekstremt høy oppløsning genetiske kart.
Materialer og metoder
Etikk erklæringen
Alle prøver ble opprinnelig samlet inn til forskningsformål i henhold til en Howard University IRB-godkjent protokoll. Skriftlig informert samtykke ble innhentet av alle fag for Howard University studie. Disse prøvene ble deretter analysert ved Translasjonell Genomics Research Institute under en protokoll godkjent av Western Institutional Review Board (WIRB). Som prøvene hadde allerede blitt samlet inn for Howard University studie, ble en fraskrivelse av samtykke gitt av WIRB for bruk av prøvene i denne protokollen uten ytterligere samtykke fra deltagerne.
African American sporadiske prostatakreft tilfeller og kontroller
Urelaterte menn (N = 1057) selverklærte som Afroamerikaner ble rekruttert mellom årene 2001 og 2005 fra Division of Urology ved Howard University Hospital (HUH) i Washington, DC. Incident prostata krefttilfeller (N = 490) ble identifisert av urologer innen divisjonen eller studiekoordinator og bekreftet ved gjennomgang av journaler. Kontrollpersoner (N = 567) som ikke er relatert til sakene og matchet for alder (± 5 år) ble også konstatert fra PC-screening befolkningen i Division of Urology på HUH. Personer som noensinne ble diagnostisert med benign prostatahyperplasi (BPH) og /eller hadde en forhøyet prostataspesifikt antigen test ( 2,5 ng /ml), eller har hatt en unormal digital endetarms eksamen (DRE) ble ikke inkludert som kontroller. Svarprosenten blant de afroamerikanske tilfellene var 90%, og svarprosenten for de afroamerikanske kontrollene var 85%. De demografiske kjennetegn ved deltakerne i screeningprogrammet var lik den pasientpopulasjonen sett i Divisjon for urologi klinikker (tabell 1). Rekruttering av prostatakreft tilfeller og kontroller skjedde samtidig og var umarkert i forhold til familiens historie. Alle deltakerne var mellom 40 og 85 år. Kliniske karakteristika inkludert Gleason grad, PSA, alder ved diagnose og familiens historie ble oppnådd for alle saker fra medisinske journaler. Sykdom aggressivitet ble definert som «Low» (Gleason grad 8). Eller «High» (Gleason grad ≥8)
enkeltnukleotidpolymorfi (SNP) genotyping
I denne studien har vi valgt alle SNPs (n = 355) som omfatter hele
EphB2
genomisk locus mellom Bygg 36, hg18 Posisjonen chr1: 22904000 – 23119000 som ble genotypet ved International HapMap (versjon 2) [19]. Ytterligere 14 SNP ble inkludert som tidligere har vært rapportert ved vår gruppe [18]. Dette settet med 369 SNPs ble sendt inn for Illumina Golden oligo analysen basseng (OPA) design, hvor dupliserte SNPs og de som potensielt vil ha negativ innvirkning på resultatene av analysen ble fjernet. Et sett med 28 SNPs mislyktes analysen design, forlate oss med 341 SNPs for genotyping i vår studie (tabell S1). Genomisk DNA ble oppnådd fra isolerte lymfocytter ved hjelp av cellelyse, proteinase K-behandling, proteinutfelling og DNA-utfelling. DNA-aksjer ble fortynnet til 10 ng /ul og genotyping ble utført ved hjelp av Illumina Golden genotyping analysen som i henhold til produsentens anbefalinger (Illumina Inc., San Diego, California). Genotype samtaler ble gjort ved hjelp BeadStudio 3 programvare (Illumina Inc., San Diego, California). SNPs ble ekskludert fra analysen hvis GenTrain Score var 0,4 og takst var mindre enn 0,95. Vi brukte en Hardy-Weinberg likevekt cut-off av p 0,0001 grunn av økt innblanding ulikevekt i AA befolkningen og å ta hensyn til flere testing. Tjueseks (26) SNPs betydelig fraveket HWE i våre afrikanske-amerikanske prøvene.
Estimering genetisk opphav
genomene til blandet populasjoner som afro-amerikanere består av ulike genetiske segmenter som følge av forskjellige «foreldre» populasjoner (f.eks vest-afrikanere og europeere). Genetisk assosiasjonsstudier i blandet populasjoner kan forvirres av befolkningen lagdeling der falske positive sykdoms foreninger oppstå på grunn av avstamning forskjeller i saker og kontroller. For å kontrollere for slike forvirrende, ble vestafrikanske herkomst anslått i saker og kontroller ved hjelp av genetiske varianter som kalles opphav informative markører (AIMS). AIMS er markører valgt basert på deres frekvens forskjeller mellom befolkningsgrupper fra ulike geografiske regioner. I denne studien, «global» individ herkomst ble bestemt for hver enkelt bruker 100 mål valgt fra regioner over hele genomet til å estimere europeiske og vestafrikanske herkomst [20]. Ved hjelp av disse målene, ble global individuell herkomst (% vestafrikanske og% European) beregnet fra genotypen data ved hjelp av Bayesiansk Markov Chain Monte Carlo (MCMC) metoden implementert i programstrukturen 2.1 [21]. STRUKTUR 2.1 ble kjørt under blanding modellen ved hjelp før befolkningen informasjon og uavhengige allelfrekvensene. Den MCMC modellen ble kjørt ved hjelp av K = 2 populasjoner (58 europeere og 62 vest-afrikanere) og en burn-in lengde på 30.000 gjentakelser fulgt av 70.000 kjøringer. Disse opphav estimatene ble brukt som kovariater i regresjonsmodellene.
Strukturert Association Analyser
Vi testet 315
EphB2
SNPs for tilknytning til PC i vår befolkning av afro-amerikanere. Vi beregnet odds ratio og 95% konfidensintervall ved å utføre betinget logistisk regresjon forutsatt en additiv effekt (på loggen skala) av allel dosering. Vi kontrollerte for individuell blanding av blant annet vestafrikanske opphav estimater som en kovariat i den logistiske regresjonsmodellen. I tillegg ble det genetiske effekter justert for alder (ved diagnosetidspunkt for saks fag og ved konstatering for kontroller). Foreninger etter klassetrinn (Gleason score ≤7 versus ≥8) ble også undersøkt av logistisk regresjon i tilfelle bare for analyser.
Empiriske p-verdier, som korrigert for flere tester ble generert av 100.000 permutasjoner av trekket verdiene i prøven ved hjelp av Max (T) prosedyre. Alle analyser ble gjort ved hjelp av programmene SNPGWA Version 4.0 (https://www.phs.wfubmc.edu/public/bios/gene/downloads.cfm) og plink [22]. Haplotype krets-analyser ble utført ved anvendelse av Haploview [23]. Kliniske karakteristika ble sammenlignet mellom saker og kontroller av rase. Tosidige t-tester ble brukt for å sammenligne kontinuerlige variabler som alder og opphav estimater. Pearson chi-kvadrat tester av uavhengighet ble brukt for å sammenligne kategoriske variabler.
Hjelpemiddel Informasjon
Tabell S1.
Hardy-Weinberg Equilibrium P-verdier for 341
EphB2
SNPs
doi:. 10,1371 /journal.pone.0019494.s001 plakater (XLS)
Tabell S2.
Resultater av enkelt Variant Prostate Cancer Association Analyse for 315
EphB2
SNPs
doi:. 10,1371 /journal.pone.0019494.s002 plakater (XLS)
Takk
forfatterne ønsker å takke deltagerne for deres engasjement i denne forskningen.
