Abstract
Bakgrunn
Menneskelige telomerer, tandem gjentakelser av TTAGGG nukleotider i endene av kromosomene, er avgjørende for å opprettholde genomisk integritet og stabilitet. Resultater fra tidligere epidemiologiske studier om sammenslutning av telomer-lengden med risiko for tykktarmskreft (CRC) har vært motstridende.
Metoder
En case-control studie ble utført i en Han befolkningen i Wuhan, sentrale Kina. Den relative telomerlengde (RTL) ble målt i perifere blodleukocytter (PBL-er) ved hjelp av kvantitativ sanntids-polymerase kjedereaksjon (PCR) i 628 CRC tilfeller og 1,256 alder og kjønn frekvens avstemt kreftfrie kontroller. Odds ratio (OR) og 95% konfidensintervall (95% KI) ble beregnet ved bruk av ubetinget logistikk regresjonsmodeller for å vurdere sammenhengen mellom RTL og CRC risiko.
Resultater
Ved hjelp av median RTL i kontrollene som cutoff, personer med kortere RTL var assosiert med en betydelig økt risiko for CRC (justert OR = 1,27, 95% KI: 1,05 til 1,55). Når deltakerne ble videre kategorisert i 3 og 4 grupper i henhold til tertile og kvartil RTL verdier av kontrollene ble det signifikante sammenhenger fortsatt observert mellom kortere RTL og økt CRC risiko (OR per tertile = 1,13, 95% KI: 1,00 til 1,28,
P
trend = 0.045, ELLER per kvartil = 1,12, 95% KI: 01.03 til 01.23,
P
trend = 0,012). I lagdelte analyser, signifikant sammenheng mellom kortere RTL og økt CRC risiko ble funnet hos kvinner, personer yngre enn 60 år gammel, aldri røykere og aldri drikker.
Konklusjoner
Denne studien antydet at korte telomerer lengde i PBLs var signifikant assosiert med økt risiko for CRC i kinesiske Han befolkningen. Ytterligere validering i store prospektive studier og undersøkelser av de biologiske mekanismene er garantert
Citation. Qin Q, Sun J, Yin J, Liu L, Chen J, Zhang Y, et al. (2014) telomerlengde i perifert blod Leukocytter er forbundet med risikoen for tykktarmskreft i kinesiske befolkningen. PLoS ONE 9 (2): e88135. doi: 10,1371 /journal.pone.0088135
Redaktør: Valli De Re, Centro di riferimento Oncologico, IRCCS National Cancer Institute, Italia
mottatt: 20 november 2013; Godkjent: 05.01.2014; Publisert: 03.02.2014
Copyright: © 2014 Qin 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 Natural Science Foundation National of China (NSFC-81172752, og NSFC-81172754). 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
menneske~~POS=TRUNC telomerer er tandem gjentakelser av TTAGGG nukleotider som cap endene av eukaryote kromosomarmer [1], [2]. Telomerer er foldet inn i loop-strukturene og spille viktig rolle i å opprettholde genomisk strukturell integritet og stabilitet ved å forhindre fatale hendelser som nukolytiske degradering, kromosom ende-til-ende-fusion og uregelmessig rekombinasjon [3], [4]. I normale somatiske celler, humane telomerer er omtrent 10-15 kb og progressivt forkortet ved 30 til 200 basepar etter hver syklus av mitotisk deling, på grunn av «endereplikasjon problem» og fravær av en mekanisme for forlengelse av telomerer [5] – [7]. Tidligere rapporter har indikert at i tillegg til den mitotiske replikasjonshastigheten, kan mange endogene og eksogene risikofaktorer som oksidativt stress, røyking, fedme og lav sosioøkonomisk status også bidra til frekvensen av telomere utmattelses [8] -. [12]
Når telomerer forkorte til en kritisk lengde, blir de dysfunksjonelle, og
Rb Hotell og /eller
p53
signalveier vil bli utløst for å initiere cellulær alderdom eller apoptose [13], [14]. Hvis apoptose ikke skjer og celledeling fortsetter, vil den resulterende genomisk ustabilitet føre til kromosomavvik. Somatiske kreftceller, mangel på normal DNA-skade responsmekanismer, fortsette å dele seg til tross for kritisk korte telomerer ved å benytte den alternative telomerer forlengelse mekanisme eller oppregulere av telomerase [15], [16]. Genome ustabilitet er et kjennetegn på tumorigenesis og er et vilt akseptert syn som et viktig bidrag til utvikling av kreft [17], [18].
Flere epidemiologiske studier har vurdert forholdet mellom telomerlengde og risikoen for kreft , men resultatene er inkonsekvent. Noen undersøkelser har vist at kortere telomerlengde i PBL-er assosiert med øket risiko for flere kreftformer, inkludert lunge, blære, mage, øsofageal, eggstokkreft, hode- og nakkekreft og nyre [10], [19] – [25]. I motsetning til dette har noen rapporter antydet at lengre telomerlengde kan være forbundet med økt risiko for melanom og brystkreft, non-Hodgkin lymfom og mykvevssarkom [26] – [29]. Musemodeller og funksjonelle studier støtter at telomerer forkortes er involvert i initiering, utvikling og progresjon av maligne [30], [31]. For eksempel, korte telomerer fører til en økt risiko for å utvikle epiteliale cancere ved dannelse av komplekse ikke-resiproke trans [32], og telomerer i tumorvev og deres forstadier er vesentlig kortere enn den i tilgrensende ikke-tumorvev [33] [34].
Om CRC, resultater fra tidligere studier har vært motstridende. Tre studier [35] – [37] viste null assosiasjoner mellom telomerlengde og CRC risiko. En studie [36] rapporterte kortere telomerer assosiert med økt CRC risiko. En fersk studie [38] fant lengre telomerer assosiert med økt CRC risiko blant bærere av felles allelet på en SNP nær
TERC
. Studier over ble tatt begrenset til europeere. Cui og kolleger [39] observerte en U-formet sammenheng mellom telomerlengde og CRC risiko blant kinesiske kvinner, som foreslo at begge svært korte og svært lange telomerer var assosiert med økt risiko for CRC. Imidlertid har slike funn ikke blitt bekreftet av senere studier. For ytterligere å undersøke sammenhengen mellom telomerlengde og CRC risiko, gjennomførte vi en case-control studie i en kinesisk Han befolkning.
Materialer og metoder
Study befolkningen
Undersøkelsen befolkningen besto av 628 nydiagnostiserte CRC saker og 1256 kreftfrie kontroller. Subject rekruttering og data og prøvetakingsmetoder er blitt beskrevet tidligere [40]. Kort fortalt, mellom 1 januar 2007 og 31. desember, 2010, pasienter ble fortløpende rekruttert på den åttende Hospital of Wuhan, Wuhan, sentrale Kina. Kontrollene var kreftfrie personer som bor i Wuhan byen og omkringliggende områder, tilfeldig valgt fra helseundersøkelse befolkningen i samme sykehuset i samme periode som de saker ble meldt. Inklusjonskriteriene for pasienter inkludert histopathologically bekreftet CRC, uten tidligere strålebehandling eller kjemoterapi, og ingen begrensning i forhold til alder, kjønn eller sykdom scenen. Saker med patologi rapport utpekt Lynch syndrom, kolorektal adenom, inflammatorisk tarmsykdom, familiær adenomatøs polypose, schistosomiasis og intestinal tuberkulose ble ekskludert. Utvalgskriteriene for kontroller inkludert kreftfrie individer og frekvens tilpasset saker etter kjønn og alder (± 5 år). Alle fag var urelaterte etniske Han-kinesere. Demografi og livsstil og medisinske data ble samlet inn av opplært intervjuere via direkte intervju ved hjelp av spørreskjemaer. Kliniske data ble abstrahert fra sykehus poster. 5-ml perifer venøs blod ble trukket fra hver deltaker. Alle deltakerne gitt skriftlig informert samtykke ved innmelding. Studien ble godkjent av Institutional Review Board of School of Public Health i Tongji Medical College of Huazhong University of Science and Technology.
telomerlengde besluttsomhet
Genomisk DNA ble isolert fra deltakernes PBLs hjelp Relax Gene Blood DNA System DP319-02 (Tiangen, Beijing, Kina) i henhold til produsentens protokoll. RTL av hver DNA-prøve ble målt ved bruk av en enhetlig sanntids kvantitativ PCR protokoll opprinnelig beskrevet av Cawthon [41] med mindre modifikasjoner. I korte trekk, ble to master mikser av PCR reagenser forberedt: en for telomerer reaksjon og en for et menneske løssalgs gen reaksjon (
36B4
på kromosom 12). The real-time PCR ble utført på en ABI 7900HT Sequence Detection System (Applied Biosystems). PCR-reaksjonsblanding (10 mL) for telomere eller
36B4
forsterkning besto av en X SYBR Grønn Master Mix (Toyobo), 300 nmol /L hver telomerer eller
36B4
spesifikke primere, og 5 ng genomisk DNA. De termiske sykkel forholdene for både telomere og
36B4
var 95 ° C i 10 minutter for å aktivere Taq-polymerase, etterfulgt av 40 sykluser med denaturering ved 95 ° C i 15 sekunder og gløding-forlengelse ved 60 ° C i 1 minutt. Primersekvensene for både PCR reaksjoner har tidligere blitt publisert [41]. Alle prøver for både telomere og løssalgs genet presiseringer ble gjort i duplikat på samme 384-brønners plate. Melting (dissosiasjon) kurve analyse ble utført på hvert løp for å verifisere spesifisitet og identitet av PCR produktene. Standardkurven for RTL måling ble konstruert på hver plate med en referanse DNA-prøve. Referanse DNA var den samlede genomisk DNA fra 50 tilfeldig valgte kontroller. For hver standardkurve, ble referanse DNA-prøven fortynnes ved hjelp av en to-gangers seriell fortynning for å generere en 6-punkts standardkurve, mellom 20 og 0,625 ng DNA i hver reaksjon. Hvert standardkurve punkt ble kjørt i triplikat. Alle platene i denne studie benyttet de samme henvisnings DNA. Formålet med standardkurven var å vurdere og kompensere for inter-plate variasjoner i PCR effektivitet. Forholdet mellom telomer gjenta kopiantall til enkeltkopi-gen kopitall (T /S), som karakteriserer RTL, ble bestemt for hver prøve basert på standardkurven. Laboratorie arbeidere ble blindet for hver prøve er case-control status. Den akseptabel standard avvik ble satt til 0,3 for terskelen syklus (
C
t) verdier og R
2 korrelasjon for hver standardkurve var ≥0.98. Dersom resultatet var utenfor det akseptable området, da forsøket ble gjentatt i den samme prøven. For testing av intra- og inter-plate variasjon, ble variasjonskoeffisient (CVS) for T /S-forhold på referanse DNA ved 5 ng punktet beregnes. Og intra- og inter-plate CV var 4,6% og 8,9%, henholdsvis.
Statistisk analyse
Forskjellene i fordelingen av baseline mellom saker og kontroller ble sammenliknet med den kine- kvadrat test for kategoriske variabler, og studentens
t
-test for kontinuerlige variabler. RTL data ble naturlig log-transformert slik at disse dataene ble tilnærmet normalfordelt. RTL ble analysert som kategorisk variabel basert på cut-off peker på medianen, tertile, og kvartil verdi blant kontrollene. ORS og 95% CI’er ble beregnet ved bruk av ubetinget logistikk regresjonsmodeller å anslå sammenhengen mellom RTL og CRC risiko. Ved behandling av nivået av telomerlengde som en kontinuerlig variabel, ble tester for tendens beregnet. Justerte analyser inkludert vilkår for alder, kjønn, røykestatus og alkoholbruk. Stratifisert analysene ble utført for å evaluere mulige interaksjoner mellom demografiske faktorer og RTL på CRC risiko. Kraften i våre utvalgsstørrelse ble beregnet til 0,87 for å påvise en trend i ORS med synkende kvartiler av RTL forutsatt en OR på 1,4 sammenligne de laveste og høyeste kvartiler, på en alfa på 0,05. Alle statistiske analyser ble utført ved hjelp av SPSS programvare 12.0 (SPSS Inc., Chicago, III) og alle
P
verdier ble testet to-tailed med et betydelig nivå på 0,05.
Resultater
de baseline karakteristikker av deltagerne ble vist i tabell 1. det var ingen signifikante forskjeller i fordelingen av alder, kjønn og kroppsmasseindeks (BMI) mellom saker og kontroller. Gjennomsnittsalderen [± standardavvik (SD)] var 58,8 (± 11,8) år for saker og 58,8 (± 11,4) år gammel for kontroller (
P
= 0,952). Flere røyker og drikker ble observert i tilfeller enn i kontrollene (
P
0,001).
Vi beregnet sammenhengen mellom RTL og risiko for CRC ved ubetinget logistisk regresjonsanalyse, gjennom behandling av RTL som en kategorisk variabel basert på en avskåret verdi av median, tertile og kvartil distribusjon i kontroller. Som vist i tabell 2, personer med kortere RTL ved median cut-off hadde en signifikant større risiko for CRC (justert OR = 1,27, 95% CI: 1,05 til 1,55). Når deltakerne ble kategorisert i 3 grupper etter tertile verdier av RTL i kontroller, observerte vi en border signifikant sammenheng mellom kortere RTL og økt CRC risiko (OR per tertile = 1,13, 95% KI: 1,00 til 1,28,
P
trend = 0,045). Når den tredje (lengste) tertile ble brukt som referansegruppen, justert OR for andre og første gruppen var 1,66 (95% CI: 01.30 til 02.11) og 1,32 (95% KI: 1,03 til 1,69), henholdsvis. Tilsvarende når deltakerne ble videre kategorisert i 4 grupper etter kvartil verdier av RTL i kontroller, vi også observert en signifikant sammenheng (OR per kvartil = 1,12, 95% KI: 01.03 til 01.23,
P
trend = 0,012). Når den fjerde (lengste) kvartil ble brukt som referansegruppen, de justerte ORS for tredje, andre og første kvartil var 1,77 (95% KI: 1,32 til 2,38), 2,05 (95% KI: 1,54 til 2,74), og 1,47 (95% KI: 1,09 til 1,99), henholdsvis
stratifisert analysene ble utført for å vurdere potensialet modulerende effekten av hver vertsvariabler.. Vi fant en signifikant sammenheng mellom kortere RTL og økt CRC risiko hos kvinner (OR = 1,72, 95% KI: 01.28 til 02.31) og personer yngre enn 60 år (OR = 1,39, 95% KI: 1,06 til 1,83), men ikke hos menn og deltakerne eldre enn 60 år (tabell 3). Signifikante sammenhenger ble også observert hos ikke-røykere (OR = 1,52, 95% KI: 1,19 til 1,93) og aldri drikker (OR = 1,40, 95% KI: 1,12 til 1,75).
Diskusjoner
i denne studien undersøkte vi sammenhengen mellom telomerlengde i PBLs og risiko for CRC. Vi fant ut at kort telomer-lengden var signifikant assosiert med økt risiko for CRC i kinesiske Han befolkningen. Videre stratifisert analysene viste at foreningen var betydelig hos kvinner, personer yngre enn 60 år gammel, aldri røykere og aldri drikker.
Blandede resultater har blitt identifisert fra de mange studier som har omfattende undersøkt forholdet mellom endrede telomerlengde og kreftrisiko, og foreningen synes å være krefttype avhengig [10], [19] – [23], [26] – [29]. Vår nåværende studie viser at kort telomerlengde i PBL var forbundet med en økt risiko for CRC, er forenlig med de fleste tidligere rapporter, som ble kombinert i to meta-analyser [24], [42]. Den første [42] rapporterte en samlet OR på 1,69 (95% KI: 1,53 til 1,87) for kreft i fordøyelsessystemet. Den andre meta-analyse [24] rapporterte samlet ORS av kreft for personer med de korteste telomerer kontra den lengste på 1,16 (95% CI: 0.87-1.54) i prospektive studier og 2,90 (95% CI: 1.75-4.80) i retrospektive studier.
Om sammenhengen mellom leukocytter telomer-lengden og CRC risiko, resultater fra tidligere studier ble konflikt. Pooley og kolleger [36] fant en sterk sammenheng mellom kort telomerlengde og CRC risiko i retrospektiv studie med data fra SØK tykktarmskreft case-control studie, men ikke i den prospektive studien med data fra EPIC-Norfolk kohort. Ytterligere to relativt små studier [35], [37] om forholdet mellom telomerlengde og CRC risiko viste ingen sammenheng. Begge studiene ble henholdsvis begrenset til europeiske menn og kvinner fra store kohorter (kvinner Health Study og legens Health Study). Men en fersk stor studie [38] med europeiske prøvene, fant at bærere av felles allelet på en SNP nær TERC hadde signifikant lengre telomerer i leukocytter og fant den samme allel å være assosiert med økt CRC risiko. Blant kinesiske kvinner, Cui og kolleger [39] fant en U-formet sammenheng mellom telomerlengde og CRC risiko, noe som indikerer både svært korte og svært lange telomerer å være forbundet med økt risiko for CRC. Våre funn var konsistent med resultatet av Pooley og kollegaer retrospektiv studie. I denne studien fant vi ikke den U-formet sammenheng mellom telomerlengde og CRC risiko, verken blant kvinner eller menn. Flere mulige årsaker kan forklare disse avvikene, f.eks studiepopulasjonen (etnisitet, kjønn, alder, livsstilsfaktorer), utvalgsstørrelse, studiedesign, telomere lengdemåling og analytisk metode som brukes. Pooley og kolleger i betraktning at telomerlengde forskjell observert kan være en effekt av kreftbehandling, og det var mulig at telomer attrition var en respons til et spesielt aspekt ved behandling eller behandlingsregime. Men i vår studie sakene ble nylig diagnostisert uten tidligere kjemoterapi eller strålebehandling. Alternativt kan endringer i telomerlengde oppstå systemisk under sykdomsutviklingen.
signifikant sammenheng mellom kort telomerlengde og økt CRC risiko observert i vår studie er biologisk plausibel. Ulike eksperimenter og genetiske studier støtter en slik hypotese at telomer slitasje fører til manifestasjon og formidling av maligniteter [43]. Selv om fullt fungerende telomerer beskytte genomet, forkortet telomerer forårsake kromosom ustabilitet [5]. Gjennom resten av celleproliferasjon, senescence og apoptose, er optimal telomerlengde oppnådd [44]. I en musemodell, mangelen av telomerase RNA-komponent forårsaket en markert økt frekvens av kromosomfeil og sporadisk kreft [45], spesielt i tilfelle av samtidig inaktivering av tumor-suppressor-gen
p53 product: [32]. Det er rimelig å anta at celler med kritisk kort telomerlengde kan i noen tilfeller reaktivere enzymet telomerase å omgå celle senescence og dermed fremme malign transformasjon. T-lymfocytter oppregulere
TERT
ved aktivering av inflammatoriske stimuli potensielt knyttet til kort telomerlengde [46].
Noen begrensninger i denne studien må tas opp. Først, prøvestørrelse på vår studie for noen stratifiserte analyser forblir forholdsvis liten, hvilket resulterer i forholdsvis mangelfull statistisk styrke. For det andre, selv om vi bare inkluderte nylig diagnostisert CRC pasienter før noen behandlinger som kan redusere mulig påvirkning av sykdomsstatus og behandling på telomerlengde, vi kunne ikke helt komme over arvet begrensning av «omvendt kausalitet» i en retrospektiv case-kontrollstudie . For det tredje, telomerlengde ble bare målt i leukocytter fra perifert blod, og ikke med kolorektal tumorvev; har imidlertid leukocytt telomerlengde blitt demonstrert å være korrelerer sterkt med det i celler fra andre vev [47] – [49]
Som konklusjon, denne studie antydet at kort telomerlengde i PBL var signifikant assosiert med en. økt risiko for CRC i kinesiske Han befolkning. Ytterligere validering i store prospektive studier og undersøkelser av de biologiske mekanismene er garantert.
