Abstract
avkorting germline mutasjoner i tumor suppressor genet BRCA-1 assosiert protein-1 (
BAP1
) har blitt rapportert i familier som er disponert for å utvikle et bredt spekter av ulike krefttyper, inkludert uveal melanom og kutant melanom. Det har også vært en sammenheng mellom amelanotisk svulst utvikling og kimcellelinje
BAP1
mutasjon som tyder på en mulig fenotypisk egenskap av
BAP1
mutasjonsbærere. Selv om det har vært mange typer kreft assosiert med kimcellelinje
BAP1
mutasjon, hele spekteret av sykdom foreningen er ennå ikke fastslått. Her beskriver vi en dansk familie med overveiende uveal melanom, men også en rekke andre krefttyper, inkludert lunge, nevroendokrin, mage og bryst kreft; så vel som pigmenterte hudlesjoner. Hel-exome sekvense identifisert en
BAP1
spleise mutasjon ligger på c.581-2A G, noe som fører til en for tidlig avkutting av
BAP1
i en person med uveal melanom. Denne mutasjonen ble båret av flere andre familiemedlemmer med melanom eller ulike kreftformer. Oppdagelsen utvider på den økende profilen til
BAP1
som en viktig uveal og kutant melanom tumorsuppressorgenet og impliserer sitt engasjement i utviklingen av lunge og magekreft
Citation. Aoude LG, Wadt K, Bojesen A, Cruger D, Borg Å, Trent JM et al. (2013) En
BAP1
Mutasjon i en dansk familie predisponerer for Uveal melanom og andre kreftformer. PLoS ONE åtte (8): e72144. doi: 10,1371 /journal.pone.0072144
Redaktør: Soheil S. Dadras, University of Connecticut Health Center, USA
mottatt: 27 februar 2013; Godkjent: 05.07.2013; Publisert: 19 august 2013
Dette er en åpen-tilgang artikkelen, fri for all opphavsrett, og kan bli fritt reproduseres, distribueres, overføres, endres, bygd på, eller brukes av alle for ethvert lovlig formål. Arbeidet er gjort tilgjengelig under Creative Commons CC0 public domain engasjement
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av melanom Forskning Alliance, den svenske Kreftforeningen, Vetenskapsrådet, Berta Kamprad Foundation, National Health og Medical Research Council (NHMRC) fra Australia, og kampen for Sight, Danmark. NKH og LGA motta lønn støtte gjennom en NHMRC Senior Principal Stipendiat og ANZ Ph.D. stipend, henholdsvis. 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
BRCA-1 assosiert protein-1 (
BAP1
) er en tumor suppressor genet ligger på kromosom 3, en region som har vært knyttet til uveal melanom (UMM). I den første rapporten å lage en forbindelse mellom
BAP1 Hotell og UMM Harbour og kolleger brukte en neste generasjons sekvensering tilnærming til exome-sekvens to svulster fra pasienter med metastatisk UMM [1].
BAP1
ble funnet å være den eneste genet ble mutert på kromosom 3 i hver av disse prøvene, og begge mutasjoner førte til trunkering av proteinet. De neste avhørt 57 UMM svulster ved hjelp av Sanger-sekvensering og fant ut at
BAP1
mutasjoner oppsto hovedsakelig i svulster som hadde metastasized. Totalt sett 26/31 av metastasizing (høy risiko) svulster hadde inaktivere
BAP1
somatiske mutasjoner sammenlignet med bare 1/26 av lav risiko (ikke-metastatisk) gruppe. For de 20 prøver med en tilpasset normal DNA-prøve, nesten alle
BAP1
mutasjoner ble funnet å være ervervet somatisk, unntaket er en enkel sak med en matchende germline rammeskifte mutasjon. Denne mutasjonen introduserte muligheten for at
BAP1
defekter kan disponere for UMM. Ledende på fra studie av Harbour et. al., har flere grupper sett på risiko for sykdom gitt av kimcellelinje
BAP1
mutasjon. Testa og kolleger undersøkte
BAP1
mutasjoner i to amerikanske familier som opplever mesothelioma og som ikke hadde noen kontakt med noen av de kjente miljømessige risikofaktorer for denne sykdommen [2]. De fant to forskjellige rammeskifte mutasjoner i
BAP1
ansvarlig for forhøyet risiko for mesothelioma i disse individene. Interessant, disse familiene også presentert med en rekke kreftformer som inkluderte UMM og kutan melanom (CMM). En annen studie også støttet disse funnene etter avhør germline DNA fra en familie som presenteres med mesothelioma, meningeom og UMM [3]. I denne familien en tull mutasjon forårsaket for tidlig avkutting av BAP1 protein i bærere. En rapport fra Wiesner viste
BAP1
mutasjoner i to familier som hadde en autosomal dominant syndrom kjennetegnes av UMM, CMM og atypiske godartede melanocyttiske nevi [4]. De to familiene som er presentert med unike rammeskifte mutasjoner som co-segregert med sykdommen fenotype. I en oppfølging rapport, Wiesner og kolleger identifisert en tredje familie med en
BAP1
mutasjon som co-segregert med mesothelioma og viste også tegn på en melanocyttisk lesjon i en mutasjon [5]. Andre grupper har også beskrevet
BAP1
mutasjoner i enkeltpersoner som opplever atypiske intradermal svulster, foreslår at disse lesjonene kan være en fenotypisk egenskap av
BAP1
mutasjonsbærere [6], [7]. En fersk studie av portugisiske søsken med en sjelden subtype av epithelioid mesothelioma avdekket en germline
BAP1
mutasjon som mulig årsak til den eneste kjente familiær opphopning av godt differensiert papillær mesothelioma. Spesielt en av søsknene også utviklet UMM [8]. Nylig en kryptisk spleise mutasjon i
BAP1
ble funnet å co-skille i en dansk familie med UMM, paragangliom og atypisk CMM [9].
BAP1
mutasjon har også vært innblandet i utviklingen av nyrecellekreft og noen av de pårørende av disse tilfellene har hatt UMM eller CMM også [10]. Som dokumentert av litteraturen, er det en stor svulst spekter som ser ut til å følge med
BAP1
germline mutasjon.
I denne artikkelen rapporterer vi en dansk familie predisponert for å utvikle UMM overveiende men også presenterer med en rekke tilsynelatende urelaterte svulster. Det er 7 familiemedlemmer som har hatt UMM, med den yngste debutalder være 20. En utviklet UMM i en alder av 30 og senere gikk på å utvikle brystkreft i en alder av 45. Det er en person med lungekreft som hadde to barn som utviklet melanom, en UMM og den andre CMM. Et annet individ utviklet UMM i en alder av 69 og har to barn som ble diagnostisert med UMM i alderen 27 og 41. Det er en enkelt forekomst av diffus infiltrerende magekreft og denne personen hadde også et barn med UMM, diagnostisert i en alder av 57. Endelig , et annet tilfelle av UMM ble diagnostisert i en alder av 56. Se Figur 1 for en familie stamtavle som identifiserer kreft historien til hvert individ.
i raseenkeltpersoner som har uveal melanom (UMM) er representert ved svarte sirkler (kvinne) eller bokser (mannlige) og enkeltpersoner med kutant melanom (CMM) er angitt med grå sirkler eller bokser. Alderen på diagnosen hvert melanom er angitt i parentes. En linje gjennom et symbol indikerer at personen er nå død. Hvis en person bærer
BAP1
spleise mutasjon den er merket med en «M», og hvis de er villtype for denne varianten merkes med en «WT». Hvor mutasjonen status angis i parentes, er den personen en antatt obligat bærer, «(M)». Andre krefttyper er også indikert i stamtavlen med en alder av diagnose i parentes. Stjernene viser de to personene som ble exome sekvensert. Upåvirket søsken er representert ved diamanter, med tallet i midten indikerer antall personer.
Bortsett fra den slående forekomsten av kreft, presenterer denne familien med andre kliniske funksjoner som har blitt indikasjoner på
BAP1
mutasjon. Fire av de fem personer med UMM døde av levermetastaser avledet fra UMM. Individuell III: 6, som ble diagnostisert med UMM i en alder av 20, hadde en isolert iris melanom og senere utviklet tre basalcellekreft. Hun er i dag 61 år gammel og godt. Individuell III: 8, med CMM diagnostisert ved 35 hadde en svulst lokalisert i occipital området, som mest sannsynlig var en primær CMM men metastase kan ikke utelukkes. Hun døde 39 år med disseminert CMM.
Metoder
Etikk erklæringen
Etikk godkjenning for dette prosjektet ble gitt av de menneskelige forskningsetiske komiteer i Queensland Institute of Medical Research og Universitetet i Lund. Skriftlig samtykke ble innhentet for hver enkelt.
Prøver
Fullblod ble samlet inn fra sykdom påvirket individer i tette Uveal melanom familier. Genomisk DNA ble ekstrahert ved bruk av standard metoder. DNA-prøver ble deretter brukt for exome og Sanger-sekvense eksperimenter.
Hel-Exome Sekvense
For å finne sykdomsassosierte varianter, ble hel-exome sekvensering utført på nøkkelpersoner representant for tumorbyrde i denne familien. To UMM saker som var tre meioses hverandre (III: 14 og III: 17, figur 1) ble valgt og sekvensering ble utført ved hjelp av en Illumina Hiseq 2000 og en Illumina TruSeq Exome berikelse Kit. Den leser som ble generert ble kartlagt til referansegenom UCSC hg19 bruker BWA justering algoritme [11]. SAMTOOLS ble så brukt til å oppdage SNPs og indels [12]. Denne prosessen genererer store mengder data og for å forme den lange listen av resulterende varianter til en overkommelig panel varianter flere filtreringskriterier ble brukt til datasettet. For det første ble noen varianter som ble sett i dbSNP (build 132) eller rapportert av 1000 genomer prosjektet (februar 2012) filtrert ut, slik at bare nye varianter for vurdering. Dernest ble synonymt endringer fjernet, slik at bare de protein-altering varianter. En avskåret av 40 ble deretter brukt til kvalitetspoeng tilbake for hver variant for å begrense falsk positiv rate blant de såkalte varianter. En 20% avskåret ble også brukt til antall alternative leser, det vil si, hvis en variant ikke har en høy nok andel av lyder for den alternative allel da det ble fjernet fra betraktning. Hva igjen etter denne filtreringsprosessen var 140 nye varianter for individuell III: 14 og 145 nye varianter for individuell III: 17. Exome data fra disse personene kan bli gjort tilgjengelig for forskningsformål ved forespørsel til forfatterne.
Exome-sekvense avdekket en
BAP1
spleise mutasjon, noe som resulterer i for tidlig avkutting av proteinet, i en (III: 17) av de to individer og ble sett på som en sannsynlig kandidat ansvarlig for UMM følsomhet på grunn av den understøttende litteraturen. Resultatet ble bekreftet i individet ved hjelp av Sanger-sekvensering (se Figur 2). Etter dette ble co-segregering analyse utføres for å bestemme hvor godt variant segregert med sykdom i familien, og om det var til stede hos personer med ulike krefttyper. Alle tilgjengelige blod DNA-prøve fra denne familien ble screenet for varianten. For individuell II: 11-DNA ble oppnådd fra tumorvev. I tillegg ble en ny blodprøve oppnådd fra individet III: 14 siden den opprinnelige prøve ikke viser tilstedeværelse av en germline
BAP1
mutasjon. Den andre blodprøve ble screenet for den spesifikke mutasjonen i
BAP1
hjelp Sanger-sekvensering.
(A) Det venstre panelet viser villtype kromatogrammet mens den høyre panel viser at av den
BAP1
spleise mutasjon. (B) Villtype nukleotid- og aminosyresekvenser er vist i det øvre panel mens det nedre panel viser en del av det avkortede BAP1 proteinet som resulterer fra tap av exon 8.
RT-PCR
RT-PCR ble utført på cDNA fra ett selskap (III: 6) for å verifisere at
BAP1
mutasjon var faktisk en spleising variant. RNA ble konvertert til cDNA ved hjelp Hevet II (Life Technologies) og primere flankerer eksoner berørt av den antatte spleisesetet ble utformet. Deretter ble PCR produktene kjøres på en akrylamid gel (se figur 3).
Fra venstre, viser den første kjørefelt en størrelsesmarkør, de neste to baner viser villtype
BAP1
RT -PCR produkter, og de to siste banene viser abnormt skjøtes produktet som følge av c.581-2A . G-mutasjonen
Case-Control Genotyping
For mer fullt ut forstå rollen som denne varianten kan spille i melanom risiko en australsk case-kontrollprøven ble genotypet for denne romanen variant. En Sequenom iPLEX ble kjørt på 1655 berørte probands fra familier som hadde enten CMM, UMM eller en kombinasjon av begge, og 1596 kontroller. Prøvesettet med et bredt tverrsnitt av tilfellene med varierte historier av melanom. Noen av probands er fra tette melanom familier, mens andre er sporadiske tilfeller. Denne kohorten inkluderer også tilfeller med et bredt spekter av aldre av utbruddet, som spenner fra barnesykdom til sen debut melanom.
Resultater
Hel-exome-sekvensering identifisert en
BAP1
spleise mutasjon (c.581-2A G) i en person med UMM fra en dansk familie predisponert for å utvikle UMM, samt en rekke andre kreftformer. Co-segregering analyse viste at tre av de fire UMM saker med DNA tilgjengelig for forskningsformål var bærere av denne mutasjonen, noe som fører til for tidlig avkutting av
BAP1
. I tillegg var det fire andre personer med forskjellige krefttyper som også gjennomført mutasjonen. Disse kreft var CMM, lungekreft og magekreft. For å bekrefte at enkelte III: 14 var villtype for
BAP1
mutasjon et nylig innhentet blodprøve ble vist. Faktisk, bekreftet analysen fravær av
BAP1
mutasjon som tyder på at denne saken er et phenocopy. Tap av heterozygositet (LOH) av
BAP1
mutasjonen ble også observert i DNA fra svulstvev fra II. 11
I samsvar med data fra 1000 genomer Project, genotyping Resultatene viste at denne varianten var bare til stede i den aktuelle familien, er at bare 1/1655 melanom probands gjennomført varianten og 0/1596 kontroller. Data fra NHLBI GO Exome Sequencing Project (ESP) gjenspeiler også dette funnet ettersom dette skjøting varianten ikke er funnet i noen av de 6500 personer sekvensert fra USA [13]. Exome data fra 200 friske danske kontroller ble også undersøkt for
BAP1
mutasjon og ingen protein endring variant ble sett [14]. Dette tyder på at de individene som er beskrevet her mest sannsynlig bærer en mutasjon «private» til denne familien.
Diskusjoner
Det har vært flere krefttyper forbundet med
BAP1
germline mutasjoner men hele spekteret av svulst mottakelighet er fortsatt å bli konstatert. Vi rapporterer her en dansk familie med UMM og pigmenterte hudlesjoner, samt lunge, nevroendokrine, mage og bryst kreft. Hel-exome sekvensering av en UMM sak identifisert en
BAP1
spleise mutasjon (c.581-2A G), noe som fører til for tidlig avkutting av
BAP1
. Denne rammeskifte aberrasjon er i samsvar med publiserte germline mutasjoner sett i andre familier disponert for UMM. I tråd med andre skandinaviske germline
BAP1
bærere, vi også observere en yngre alder ved diagnose av UMM (tabell 1). I den nåværende og tidligere publiserte skandinaviske familier, gjennomsnittsalderen ved diagnose av UMM var 42 år for de ni berørte enkeltpersoner, sammenlignet med 53 år for UMM operatører i ikke-skandinaviske familier (tabell 1 og referanser deri). Dette sammenlignet med en median alder ved diagnose for UMM på mellom 58-62 år i populasjonsbaserte sporadiske tilfeller i Skandinavia [15] og USA [16]. Rollen som
BAP1
som en tumor suppressor genet ble videre støttet av LOH av villtype-allelet i UMM tumorvev II: 11. Den vill type person som er berørt med UMM viser at i tette familier er det mulig å observere phenocopies selv med en svulst type som sjeldent som UMM. De exome sekvensdata til personen med UMM og villtype
BAP1
avdekket ikke mutasjoner i andre kjente kreft predisposisjon gener.
I sammendraget, utvider dette funnet på den voksende profilen
BAP1
som en viktig uveal og kutant melanom suppressor genet. Familien rives her hadde også en rekke andre krefttyper, noen som har vært innblandet med
BAP1
mutasjon (lunge) og noen som ikke har (mage, nevroendokrin). For å vurdere mulig involvering av
BAP1
i predisposisjon for disse ikke-melanom kreft og til mer fullt ut forstå spekteret av sykdommer forbundet med slike mutasjoner, er store befolkningsbaserte studier er nødvendig.
Hjelpemiddel informasjon
Metoder S1.
Tilsetting informasjon på hel-exome sekvensering, Sanger-sekvensering og Sequenom iPLEX metoder
doi:. 10,1371 /journal.pone.0072144.s001 plakater (docx)
Takk
Vi takker familiemedlemmene for deres deltakelse i denne studien.
