Abstract
mitokondrie-DNA (mtDNA) variasjon er nylig blitt foreslått å ha en sammenheng med ulike kreftformer, inkludert prostata kreftrisiko, i en befolkning. Siden mtDNA er haploid og mangler rekombinasjon, oppstår spesifikke mutasjoner i mtDNA genomet forbundet med menneskelige sykdommer og holde seg i bestemte genetiske bakgrunn referert til som haplogrupper. For å vurdere mulige bidrag av mtDNA haplogruppe spesifikke mutasjoner til forekomsten av prostatakreft, har vi derfor utført en populasjonsbasert studie av prostatakreft tilfeller og tilhørende kontroller fra den koreanske befolkningen. ble ikke observert noen statistisk signifikant forskjell i fordelingen av mtDNA haplogruppe frekvenser mellom case og kontrollgrupper koreanere. Dermed våre data antyder at spesifikke mtDNA mutasjoner /linjene ikke synes å ha en betydelig effekt på en predisposisjon for prostatakreft i den koreanske befolkningen, selv om større utvalgsstørrelsene er nødvendig for å validere resultatene
Citation. Kim W, Yoo TK, Shin DJ, Rho HW, Jin HJ, Kim eT, et al. (2008) mtDNA Haplogroup analyse avslører ingen sammenheng mellom den felles genetiske linjene og prostatakreft i den koreanske befolkningen. PLoS ONE 3 (5): e2211. doi: 10,1371 /journal.pone.0002211
Redaktør: Philip Awadalla, University of Montreal, Canada
mottatt: 21. januar 2008; Godkjent: 08.04.2008; Publisert: 21. mai, 2008
Copyright: © 2008 Kim 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:. WK er støttet med tilskudd fra den koreanske Science and Engineering Foundation (KOSEF R01-2005-000-10534-0), republikken Korea
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Prostatakreft er en av de vanligste kreftformene og den nest største årsaken til kreftdødelighet i kaukasiske menn, men forekomsten varierer betydelig mellom befolkningsgrupper [1]. Basert på en fersk undersøkelse, en ca 1,6 ganger høyere forekomst av prostatakreft ble diagnostisert og en 2,4 ganger høyere dødelighet rapportert i afrikansk-amerikanske menn sammenlignet med europeiske-amerikanske menn [2]. I tillegg har asiatiske populasjoner vist en generell trend med økende forekomsten av kreft etter å vedta westernized livsstil, selv om forekomsten er fortsatt lavere i Asia enn vestlige land [3], [4]. Det ser ut til at flere variabler, inkludert etniske opprinnelse, miljømessige og genetiske faktorer er sannsynligvis knyttet til prostatakreft [5] – [8]
Mitokondrier har vært innblandet i kreft og kreft biologi, forklares med sin avgjørende rolle i. genereringen av ATP og for å regulere apoptose [9], [10]. Nyere studier tyder på at mitokondrie DNA (mtDNA) mutasjoner kan spille en viktig rolle i prostata kreftutvikling. For eksempel, en transmitochondrial cybrid eksperiment viste at de resulterende mutant cybrids syntes å generere svulster som var syv ganger større enn villtype cybrids, mens villtype cybrids knapt vokste i mus [7]. Jessie et al. [11] fant at gjennomsnittlig antall mtDNA slettinger i ondartet prostatakreft pasienter økte med alderen. I tillegg somatiske mutasjoner som forekommer mtDNA vel før forandringer i vevet histopatologi indikerer prostatakreft er meget informative om onkogenesen av sykdommen [12].
Siden mtDNA er haploide og mangler rekombinasjon, spesifikke mutasjoner i mtDNA genom som fører til menneskelige sykdommer oppstår i bestemte genetiske bakgrunner referert til som hAPLOGRUPPER [13]. Menneskelige befolkninger vanligvis bærer flere mtDNA haplogruppene definert av unike sett av mtDNA polymorfismer, som reflekterer mutasjoner akkumulert av en diskret mors avstamning [14], [15], men settene og deres frekvenser varierer mellom populasjoner. Dermed har haplogruppe assosiasjonsstudier blitt brukt til å vurdere rollen til mtDNA varianter i ulike komplekse sykdommer. Nylig, Booker et al. [8] bemerket at arv av mtDNA haplogruppe U var forbundet med en ca. 2 ganger økt risiko for prostatakreft og 2,5 ganger økt risiko for nyrekreft i nordamerikanske personer med europeisk opphav. Et slikt funn må undersøkes i en uavhengig befolkning for å avgjøre om en årsaks rolle mtDNA haplogruppene i kreft kan også bli oppdaget andre steder, for eksempel i de ulike mors linjene i øst Asia.
For å vurdere mulig bidraget fra mtDNA haplogruppe spesifikke mutasjoner til forekomsten av prostatakreft, har vi derfor undersøkt sammenhengen mellom vanlige mtDNA linjene og en predisposisjon for kreft i den koreanske befolkningen ved å undersøke 139 prostatakrefttilfeller og 122 tilsvarende kontroller.
Metoder
pasienter og kontroller
Vi har analysert totalt 139 koreanske prostatakreftpasienter, som ble rekruttert til studien fra urologi avdelingen av Eulji University School of Medicine i Seoul og Daejeon, Korea. DNA-prøvene tatt undergrupper av de undersøkte prøvene av Kim et al. [16]. Histologisk klassifikasjon av prostatakreft ble bestemt i henhold til Verdens helseorganisasjon (WHO) anbefalinger og Gleason mønster (tabell 1). Prostata kreft vevsprøver fra alle pasientene ble samlet inn fra frosne prøver. I tillegg, totalt 122 koreanske menn som hadde blitt diagnostisert som fri for prostatakreft ved Eulji Universitetssykehuset i Seoul og Daejeon, ble Korea rekruttert som normale kontroller. Disse pasienter ble tilfeldig valgt (og derfor sannsynligvis være urelatert) fra det samme geografiske område som eksemplene. Denne studien ble godkjent av etikkomiteen og institusjonelle gjennomgang styrene i Eulji Medical Center of the Eulji University School of Medicine i Seoul, og separat skriftlig informert samtykke ble innhentet for screening og for påmelding fra alle deltakere.
DNA-ekstraksjon og genotyping
Genomisk DNA for pasienter og kontroller ble hentet fra perifert blod leukocytter bruke standardprotokollen [17]. Screening for mtDNA haplogruppene D, D4A, D4B, D4, G, M7, M7a, M7b, M8, M8A, M, N, N9, Y, A, B og C i koreanere (tabell 2) ble utført ved hjelp av multiplex forsterket produktet lengde polymorfisme (APLP) metoden [18]. Hver PCR-reaksjon ble utført i et totalvolum på 20 ul inneholdende 25 ng genomisk DNA, 0,2 mM dNTPs, 1,5 mM MgCl
2, 1 x PCR-buffer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA), 1,0 U AmpliTaq Gold ™ DNA polymerase (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) og passende konsentrasjon av primere. Primere og konsentrasjoner ble beskrevet i Umetsu et al. [18]. PCR-amplifikasjon ble utført ved anvendelse av et GeneAmp® PCR-system 9700 thermal cycler (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) under betingelsene: 95 ° C i 15 minutter, 32 sykluser ved 94 ° C i 10 sek, 52 ° C i 10 sekunder, 72 ° C 5 sek, og en endelig forlengelse ved 72 ° C i 3 minutter. Bandet mønstre av allelene ble evaluert på 10% innfødte PAGE-geler og visualisert ved sølvfarging. Haplogruppene D5, G2, C, B5 og F1 (tabell 2) ble bestemt ved PCR-RFLP metoden [19]. De resulterende restriksjonsfragmenter ble oppløst ved elektroforese i 1,5% agarose QA-™ agarose (Q-BioGene, OH, USA) geler, visualisert ved hjelp av etidiumbromidfarging. Nomenklaturen for de nye mtDNA haplogruppene fulgt tidligere rapporter [20], [21]. Alle prøver ble klassifisert på grunnlag av de kriteriene som er vist i tabell 2.
Dataanalyser
mitokondrie-DNA haplogroup hyppighet ble beregnet ved å telle fra de observerte fenotyper. For å teste for betydelig befolkning differensiering mellom alle par av prøvene for prostata saker og kontrollgruppene, brukte vi en Exact Test implementert i Arlequin pakke versjon 2.0 [22]. Signifikansnivået av testen ble påført med en sannsynlighet på 0,05 som cutoff-punkt. I tillegg ble en test av proporsjoner og odds ratio (OR) med 95% konfidensintervall (CI), og en Fisher Exact Test på en 2 × 2 bord beregnet ved hjelp av statistisk programvare (https://www.quantitativeskills.com /Sisa /).
Resultater og diskusjon
Vi analyserte 22 mtDNA haplogruppene bruker APLP og PCR-RFLP metoder i kreft og kontrollprøver, hvorav de fleste er det felles sett av haplogruppene i øst Asia. Den haplogroup-baserte fylogenetisk analyse er brukt her forbedrer mtDNA database kvalitet, og dermed minimere støy som vil hindre tolkningen av variasjonen i våre prøver [23]. Frekvensfordelinger over utbredelsen av mtDNA haplogruppene og subhaplogroups i koreanere er oppført i Figur 1. Den koreanske befolkningen kartlagt her er preget av en høy frekvens av haplogruppe D4 linjene (og dets sublineages) i begge grupper av pasienter med prostatakreft (28,8%) og normale kontroller (27,9%) (figur 1). Totalt dermed mtDNA haplogrupper D og deres subhaplogroups (D4A, D4B, D4 og D5) ble funnet å være den mest utbredte mors linjene i begge prøver av prostatakreftpasienter (36,0%) og normale kontroller (36,9%), og er utbredt i nordøst Asia. I tillegg sørøst asiatisk utbredte mtDNA linjer av (sub) haplogroups B, M7, og F er også funnet ved moderate frekvenser i befolkningen. Dette resultatet er i tråd med tidligere mtDNA og Y-kromosom DNA-undersøkelser, som viser at koreanerne har linjene fra både den sørlige og nordlige haplogroup komplekser av øst Asia [20],.
parsimonious treet på toppen viser evolusjonære forhold av 22 haplogroups; kapital brev-tallkoder betegne haplogruppene, alle mutasjoner er angitt med de substituerte nukleotider etter nummeret.
aProstate kreft;
bNormal kontroll; Exact test
P
verdi (s.e.) = 0,6064 ± (0,0374).
Haplogroup U, rapportert av Booker et al. [8] til å være overrepresentert i prostatakreftpasienter i Nord-Amerika individer, var fraværende fra vårt utvalg, som gjorde det umulig å vurdere sammenhengen mellom denne linjen og krefttilfeller. Basert på vår resultat, var det ingen statistisk signifikante forskjeller i fordelingen av mtDNA haplogruppe frekvenser mellom alle par av prøvene for saken og kontrollgruppene (figur 1). I tillegg ble hver haplogruppe først testet separat og deretter fylogenetisk-kombinert haplogrupper ble testet ved hjelp av OR og deres 95% CI, og en Fishers eksakte test (tabell 3). Vi fant ingen sammenheng mellom kreft og kontrollgruppene for hver haplogruppe. Når man sammenligner fordelingen av fylogenetisk-kombinert haplogroups hos pasienter som i kontrollgruppen, var det igjen ingen signifikante forskjeller mellom kreftgrupper og kontrollfordeling for haplogruppene D, G, M7, M8, N9, B og F (tabell 3 ). Dermed våre data antyder at spesifikke mtDNA mutasjoner /linjene ikke synes å ha en betydelig effekt på en predisposisjon for prostatakreft i den koreanske befolkningen. Imidlertid kan størrelsen på utvalget av denne undersøkelsen ikke gir tilstrekkelig kraft til å detektere assosiasjoner med det store antallet haplogroups tilstede i prøven (figur 1). Dermed videre studier med større utvalgsstørrelsene er nødvendig for å validere resultatene våre, fordi selv sammen med ganske vanlige haplogrupper og store effekter kan bli savnet med de begrensede utvalgsstørrelser.
Nylig, Kim et al. [16] fant heller ingen sammenheng mellom Y kromosom haplogrupper og den relative risikoen for prostatakreft, som står i kontrast til tidligere funn i japansk-amerikanske befolkningen [25]. Kjernefysiske genmutasjoner er også blitt forbundet med mitokondriale sykdommer, fordi de fleste proteiner som er involvert i mtDNA vedlikehold er atom-kodet [15]. Dermed ytterligere arbeider på atom genet lidelser som bidrar til utbruddet av den mitokondrielle sykdommer trenger å bli undersøkt for bedre forståelse av patogenesen av sykdommen.
Alder og familiens historie er viktige risikofaktorer for prostatakreft, sammen med geografisk opprinnelse [26]. Vi kan ikke utelukke muligheten for effekten av aldersforskjellen mellom de konkrete og kontrollprøver, siden det er ikke klart om noen kontroller kan senere gå på å utvikle prostatakreft. Faktisk bør det bemerkes at gjennomsnittsalderen for kontroller (59,6 ± 10,8) er mindre enn den for kreftpasienter (70,6 ± 8,3) (tabell 1). Likevel synes denne effekten sannsynligvis være liten. Nyere undersøkelser fra Asia (f.eks Japan, Singapore og Korea) har vist en generell trend med en økende forekomst av prostatakreft [3]. Den endrede demografi av prostatakreft i Asia kan bedre forklares med miljøfaktorer. Denne muligheten er støttet av den observasjon at mange asiatiske land kan være å miste sine beskyttende kostvaner og anskaffe høyrisiko seg ved å vedta westernized livsstil [4], [16]. Det fører oss til å konkludere med at flere variabler, inkludert etnisk bakgrunn, miljømessige og genetiske faktorer er sannsynligvis knyttet til prostatakreft.
Dermed ytterligere undersøkelser på analyser av denne foreningen bruker flere genetiske markører og større diverse prøver kan bidra til å vurdere felles tiltak for genetisk bakgrunn og miljøfaktorer for bedre forståelse av etiologien av prostatakreft.
takk
Vi vil gjerne takke alle DNA-givere for å gjøre denne studien mulig. En spesiell takk går til alle urologer og patologer i Eulji Medical Center of Eulji Universitetssykehus. Kommentarer og diskusjon om dette manuskriptet av Chris Tyler-Smith (The Wellcome Trust) ble også verdsatt.
