Abstract
Det er godt etablert som unormal protein fosforylering kan spille en viktig rolle i tumorgenesis ved å forstyrre en rekke fysiologiske prosesser slik som cellevekst, signaltransduksjon og celle motilitet. Dessuten har stadig flere fosforylering messige varianter er identifisert i forbindelse med kreft. ADD1 (α-adducin), en allsidig protein uttrykt overalt i eukaryoter, utøver en viktig innflytelse på membran cytoskjelett, celleproliferasjon og celle-celle-kommunikasjon. Nylig har en missense variant ved kodon av ADD1 er fosforylering nettstedet, rs4963 (Ser586Cys), ble rapportert å endre risikoen for ikke-Cardia magekreft. For å undersøke hvilken rolle
ADD1
-rs4963 i tykk- og endetarmskreft (CRC), gjennomførte vi en case-control studie med totalt 1054 CRC saker og 1128 matchet kontroller i en kinesisk befolkning. Etter justering for variabler som alder, kjønn, røyking og drikking, ble det vist at denne varianten betydelig overdratt mottakelighet for CRC (G versus C: OR = 1,16, 95% CI = 01.03 til 01.31, P = 0,016; CG versus CC: OR = 1,25, 95% CI = 1,02 til 1,55, P = 0,036; GG versus CC: OR = 1,35, 95% CI = 1,06 til 1,72, P = 0,015). Vi videre undersøkt samspillet mellom
ADD1
-rs4963 med å røyke eller drikke eksponering, men fant ingen signifikant resultat. Denne studien er den første rapporten om en sammenheng mellom
ADD1 Hotell og CRC risiko, fremme vår kunnskap om genetikk av CRC
Citation. Shen N, Liu C, Li J, Chen X, Yang Y, Y Zhu, et al. (2015) En Fosforylering-Related Variant
ADD1
-rs4963 Endrer risikoen for tykktarmskreft. PLoS ONE 10 (3): e0121485. doi: 10,1371 /journal.pone.0121485
Academic Redaktør: Yifeng Zhou, Medical College of Suzhouuniversitetet, KINA
mottatt: 9 desember 2014; Godkjent: 02.02.2015; Publisert: 27 mars 2015
Copyright: © 2015 Shen 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
Data Tilgjengelighet: All relevant data er innenfor papir
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av det nasjonale programmet for støtte av Top-notch Young Professionals, National Natural Science Foundation of China NSFC-81001275, 81171878, 81222038, den Fok Ying Tung Foundation for unge lærere i høyere utdanningsinstitusjoner i Kina-131038 og stiftelsen av Hubei-2012FFA011 Realfag innredet støtte til XM. 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
tykktarms~~POS=TRUNC kreft~~POS=HEADCOMP (CRC), som representerer ca 10% av den globale forekomsten av kreft, rangerer fjerde blant kreft hos mennesker verden over [1,2]. I Kina er det anslått at nesten 253 000 nye tilfeller oppstår per år, noe som representerer en oppadgående trend i disse årene [1,3]. Flere miljørisikofaktorer har blitt rapportert å være assosiert med CRC [4-7], slik som røyking, drikking og fedme. Men bare noen få utsatte enkeltpersoner til slutt utvikle CRC, og eksisterer familiær aggregering [8], noe som tyder på at genetiske komponenter har også en viktig rolle i CRC risiko.
Nye eksplosjoner av kandidat genet forskere og genom-wide assosiasjonsstudier (GWAS) har i stor grad fremmet vår forståelse av genetiske komponenter av CRC og identifisert flere loci over hele genomet, men disse funnene kan forklare bare en del av følsomhet. Følgelig foreligger det et behov for å identifisere flere mulige varianter for å fylle emner av CRC genetiske arkitektur. Protein fosforylering er en av de viktigste posttranslasjonelle modifikasjoner av eksisterende overalt i eukaryoter; det regulerer nesten 30% av alle cellulære proteiner, og spiller en viktig rolle i mange fysiologiske prosesser som signaltransduksjon, energi metabolisme og cellulære plastisitet [9-11]. Tidligere studier har vist at unormal fosforylering er forbundet med komplekse sykdommer, inkludert kolorektal cancer [12-14]. Dessuten har økende observasjoner av funksjonelle eksperimenter antyder at ikke-synonyme enkeltkjernefysiske polymorfismer (nsSNPs) kan spille en rolle i tumorgenesis ved direkte eller indirekte å påvirke protein fosforylering [15-19]. For eksempel, Luna, et al. funnet at
hOGG1
Ser326Cys polymorfisme (rs1052133) kunne forstyrre nukleolært lokalisering av dette proteinet ved å endre sin fosforylering status i cellesyklusen; denne funksjonell variant er blitt rapportert å modifisere risikoen for en rekke kreftformer [15]. Mer nylig, Chellappa, et al. undersøkte forholdet mellom Src-kinase og HNF4α i human kreft i tykktarmen og også funnet at tre funksjonelle varianter næret i HNF4α (rs6093980, rs6031602 og rs1063239) kunne øke fosforylering av Src-kinase og redusere stabiliteten av HNF4α protein [19]. Alt dette samlet bevis tyder på at fosforylering relaterte varianter kan påvirke patogenesen og kan være en god klipp for å utforske de potensielle årsaks varianter av CRC risiko.
Adducin, bestående av α- med β- eller y-subenheter , er en actin-bindende protein som spiller en avgjørende rolle i monteringen av membranen cytoskjelettet og celle-celle-adhesjon. Aktiviteten av dette protein er regulert ved fosforylering via flere klassiske kinaser så som proteinkinase A (PKA), protein kinase C (PKC) og Src kinase [20,21]. Den avgjørende komponent, α- adducin er kodet av
ADD1
genet og er uttrykt overalt. I 2003, Bowen, et al. rapportert at uttrykket av
ADD1
var oppregulert i tumorer og ledsaget av økt uttrykk av Ki67, knytte dette proteinet til celleproliferasjon [22]. Deretter Chen, et al. funnet at uttømming av α- adducin kan påvirke celle-celle kryss og celleproliferasjon [23]. En nylig studie videre funnet at fosforylert ADD1 også utøves en viktig funksjon under mitose [24].
Interessant, Wang, et al. har nylig sammenslåtte data fra PhosphoSitePlus og dbSNP databaser til skjermen fosforylering relaterte varianter over
ADD1
genet regionen, og de har identifisert bare en missense variant med mindre allel frekvens (MAF) større enn 0,05 i Han-kinesisk befolkning, nemlig rs4963 (Ser586Cys) [25]. Denne C /G variant produserer aminosyre substitusjon av cystein til serin i kodon 586, og den fosfoserin er blitt påvist ved tidligere studier [26,27]. Wang et al. utført en case-control studie med 1998 tilfeller og 2008 kontroller og fant at
ADD1
-rs4963 (MAF = 0,496) kan være assosiert med mottakelighet for ikke-Cardia magekreft (CG versus CC: OR = 1,24, 95 % CI = 1,06 til 1,46,
P
= 0,008; GG versus CC: OR = 1,49, 95% CI = 1,25 til 1,78,
P
0,001) [25]. Informativt, hypotese vi at
ADD1
-rs4963 kan også bidra til CRC risiko ved å påvirke fosforylering av ADD1. Derfor ble en case-control studie blant 2182 individer utført i en kinesisk befolkning til å undersøke denne hypotesen.
Materialer og metoder
forsøkspersonene
Dette case-control studie rekruttert 1054 primær CRC pasienter og 1128 kreftfrie kontroller. Alle disse fagene var urelaterte Han-kinesere. Tilfeller ble patologisk bekreftet og fortløpende rekruttert mellom juni 2009 og februar 2013 fra Tongji Hospital i Wuhan i det sentrale Kina. Pasienter som hadde en historie med noen annen kreft eller svulst ble ekskludert. Kontrollene ble tilfeldig valgt fra folk som deltok i helseundersøkelser i Wuhan området i løpet av samme perioden saker ble rekruttert. En del av disse kontrollene er beskrevet i våre tidligere studier [28-32]. Inkluderende kriteriene for kontrollene var at fagene skal være kreft-fri og frekvens tilpasses tilfeller av alder (± 5 år) og kjønn. Under rekruttering, ble blodprøver og demografisk informasjon innhentet fra hver deltaker etter at han /hun undertegnet et informert samtykke frivillig. Definisjoner av røyking og drikking eksponeringer ble beskrevet tidligere [28]. Vår studie ble utført med godkjenning av Tongji Medical College institusjonelle gjennomgang boards fra Huazhong University of Science and Technology.
Genotyping analysen
Genomisk DNA ble ekstrahert fra antikoagulerende perifert blod av hvert fag ved hjelp RelaxGene Blood DNA System (TIANGEN, Beijing, Kina).
ADD1
-rs4963 ble genotypet av TaqMan SNP genotyping analyse (Life-teknologi, Carlsbad, California) via 7900HT Fast Real-Time PCR System (Life-teknologi, Carlsbad, California) .Negative kontroller og 5% duplikater ble overvåket for kvalitetskontroll. I denne studien tilslutning frekvensen av duplikatene var 100%. Den genotyping takst for
ADD1
-rs4963 var 98,4%.
Statistisk analyse
En godhet-of-fit χ
2 test ble brukt for å undersøke Hardy -Weinberg likevekt (HWE) for genotype av
ADD1
-rs4963 kontroller (
P
= 0,808). Forskjeller mellom saker og kontroller ble evaluert av uavhengige prøver t test eller Pearsons χ
2 test i fordelingen av demografiske kjennetegn. Foreningen av
ADD1
-rs4963 med CRC risiko ble beregnet med odds ratio (OR) og tilsvarende 95% konfidensintervall (95% CI), ved bruk av ubetinget logistisk regresjon (LR) analyse uten eller med justering for kjønn , alder, røyking og drikking. Potensialet gen-miljø interaksjoner mellom
ADD1
-rs4963 og røyke eller drikke ble vurdert av genotype-smoking eller genotype-drikking kombinert effekt og multiplikativ ledd. En tosidig
P
0,05 ble brukt som kriterium for statistisk signifikans. Alle analysene ble utført med PASW Statistikk 18,0 (IBM Corporation, New York). I tillegg ble en studie kraft på 0,94 anslått via strøm v3.0 [33,34] for å påvise en OR på 1,35 gitt vår utvalgsstørrelsen.
Resultater
Kjennetegn på forsøkspersonene
det er totalt 1054 CRC saker og 1128 kreftfrie kontroller ble inkludert i denne case-control studie, og deres egenskaper er vist i tabell 1. Vi observerte ikke noen signifikant forskjell mellom saker og kontroller i alder (
P
= 0,388), kjønn (
P
= 0,576) eller røykestatus (
P
= 0,201). Imidlertid ble det observert signifikant flere drinkers blant de tilfeller enn blant kontrollene (33,2% versus 28,3%,
P
= 0,013).
Association mellom
ADD1
-rs4963 og CRC risiko
foreningen analyser av
ADD1
-rs4963 med CRC risiko er oppsummert i tabell 2. allelfrekvens signifikant forskjellig mellom saker og kontroller (
P
= 0,011). Et lignende resultat ble også vist for genotype distribusjon (
P
= 0,028). Etter justering for alder, kjønn, røyking og drikking, ble en økt risiko for CRC statistisk assosiert med CG (OR = 1,25, 95% CI = 1,02 til 1,55,
P
= 0,036) og GG genotype (OR = 1,35, 95% CI = 1,06 til 1,72,
P
= 0,015) sammenlignet med CC genotype. I den dominerende modellen, CG og GG individer viste en 1,28 ganger høyere risiko enn CC individer basert på multifaktoriell logistikkanalyse (OR = 1,28, 95% CI = 1,05 til 1,57,
P
= 0,014). Videre G allelet demonstrerte mer mottakelighet for CRC, med en justert OR på 1,16 (95% KI = 01.03 til 01.31,
P
= 0,016) under additiv modell.
i tillegg utførte vi interaksjon analyser mellom
ADD1
-rs4963 og røyke eller drikke eksponering, men fant ingen signifikant resultat (tabell 3).
Diskusjoner
forskning rapportert her er basert på en case-control studie med totalt 1054 CRC saker og 1128 matchet kontroller for å utforske sammenslutning av
ADD1
-rs4963 med mottakelighet for CRC i en kinesisk befolkning. Våre resultater viste at G-allelet betydelig økt risiko CRC sammenlignet med C-allelet for denne varianten. Tidligere forskning har også vist at gående G allelet er risikoen allelet assosiert med ikke-cardia magekreft [25]. Så langt vi kjenner til, er denne studien den første rapporten om en sammenheng mellom
ADD1 Hotell og CRC risiko.
Protein fosforylering, vanligvis skjer på serin, treonin og tyrosin rester, slås funksjon eller aktivitet av mange proteiner på og av, slik at effekten kontroll av cellulære livsprosesser, inkludert cellevekst, differensiering og apoptose. Den kraftige økningen av studier i genomisk æra har resultert i identifisering av mange nsSNPs over det menneskelige genom. Selv om de utgjør en meget liten andel av de kjente humane variantene (mindre enn 1%), kan disse nsSNPs forandre aminosyrene, påvirke post-translasjonelle modifikasjoner, og påvirker stabiliteten og funksjon av proteiner, og dermed spiller en rolle i patogenesen av komplekset sykdommer. I 2006 Erxleben, et al. først foreslått «phosphorylopathy» for å beskrive den menneskelige varianter som bidrar til aberrant protein fosforylering [35]. Senere, Yang, et al. rapporterte 64 kjente sykdomsrelaterte fosforyleringsseter ved å integrere informasjon om nsSNPs fra dbSNP med informasjon om fosforyleringsseter fra eksperimentelle data [36]. Ryu, et al. utførte et genom-wide prediksjon av genetiske varianter som påvirker fosforyleringsseter eller kinaser [37]. Nylig, Ren, et al. utviklet PhosSNP databasen for å hjelpe forskere skjerme viktige nsSNPs påvirker proteinfosforylering [38]. I tillegg til funnene i silico, har eksperimentelle og epidemiologiske studier også identifisert økende antall fosforylering relaterte varianter involvert i tumorgenesis, inkludert CRC [15-19,25]. Varianter som involverer protein fosforylering har blitt stadig større oppmerksomhet.
ADD1
, som ligger på 4p16.3, koder α- adducin, som er uttrykt overalt i en rekke vev, og som er en viktig komponent av membranen cytoskjelettet, endre mobil mitose, heft og kommunikasjon [20-24]. Det er velkjent at fosforylering spiller en nøkkelrolle i regulering av funksjonen av dette protein. For eksempel har fosforylering av Ser716 av ADD1 blitt funnet å undertrykke importin α til å binde til det nukleære lokaliseringssignal (NLS) av α-adducin, derav fysiologisk hindre nukleær translokasjon av dette proteinet; imidlertid Ser716Ala mutant hovedsakelig akkumuleres i kjernen og er sjelden eksportert til cytoplasma til å delta i dannelsen av adhesjoner og dermed påvirke celle-celle-kommunikasjon [23]. Tidligere studier har antydet at
ADD1
potensielt spiller en rolle i tumorer [22-24]. Spesielt, Wang, et al. rapporterte en sammenslutning av
ADD1
-rs4963 (Ser586Cys) med risiko for ikke-Cardia magekreft [25].
ADD1
-rs4963 C allele er på kodon av TCT koding serin, mens G-allelet er på kodon av TGT koding cystein. Flere studier har identifisert fosfoserin- ved kodon 586 av ADD1 [26,27]. Når C → G-mutasjon skjer, vil serinrest endre seg til en cysteinrest, og dette området kan ikke bli fosforylert på grunn av en mangel på hydroksylgrupper. Dessuten tilhører denne varianten til den COOH-terminale halen av α- adducin (aminosyre 430-737), som er et område som ofte er regulert av kinaser [23,24]. Dermed har vi spekulert i at G risiko allel av
ADD1
-rs4963 kan påvirke fosforylering av α- adducin og deretter forstyrre sin aktivitet, herunder cellulær proliferasjon og kommunikasjon, og dermed påvirke utviklingen av CRC.
Flere begrensninger bør anerkjennes her. Først bare en variant i eller i nærheten av
ADD1
genet ble genotypet i vår studie. Det var fordi
ADD1
-rs4963, som ligger på en eksperimentelt verifisert fosforylering stedet, var den eneste kandidaten varianten identifisert av Wang et al. ved å kombinere data fra PhosphoSitePlus og dbSNP databaser [25]. Vi ble enige om at det var interessant å vurdere andre varianter i eller i nærheten av
ADD1
genet, som bidro til å fastslå om denne varianten var «ekte» en i denne regionen assosiert med CRC. Vi vil prøve å undersøke i våre fremtidige studier. For det andre, dette var en case-control studie. Den retrospektive observasjons utforming fører uunngåelig to hovedtyper av skjevhet, er en utvalgsskjevhet på grunn av ikke-randomisering, og en annen er informasjon skjevhet som recall bias. Dermed våre deltakere ikke kunne være helt representativt for hele befolkningen. Tredje, data om visse andre risikofaktorer, inkludert familiehistorie, fedme og ulcerøs kolitt var ikke fullt samlet under etterforskningen, med det resultat at de ORS av CRC risiko ikke kan være tilstrekkelig justert for å beregne risiko effekten av
ADD1
-rs4963. I tillegg
ADD1
-rs4963 ble ikke plassert på mottakelighet loci identifisert av CRC GWAS. En mulig forklaring er at GWAS data krever strengere signifikansnivå (
P
5 × 10
-8) for analyse, og dermed vanligvis la ut mange potensielle mottakelighet loci. Dessverre, vi klarte ikke å få de originale CRC GWAS data for videre undersøkelse. Vi forstår fullt ut våre begrensninger og flere studier ønsket å bekrefte resultatene.
I sammendraget, denne studien fremhevet at fosforyleringen relaterte variant
ADD1
-rs4963 kunne gi CRC risiko. Dette funnet ytterligere fremskritt vår forståelse av genetikk av denne sykdommen. Uavhengige replikering studier og eksperimenter i funksjonell biologi er fortsatt nødvendig for å bekrefte vår resultat og videre undersøke mekanismen bak foreningen.
