Krooninen sairaus

tiivistelmä

Eturauhassyöpä (PCA) on maailmanlaajuinen sairaus, joka aiheuttaa suuren määrän kuolemia joka vuosi. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet RTK /ERK-reitin voisi olla keskeinen polku kehittämisessä PCa. Kuitenkin tarkka yhdistys ja evoluutioon perustuva mekanismi jää epäselväksi. Tutkimus tehtiin yhdistämällä genotyyppistä ja fenotyyppisten tietoja kiinalaisilta Consortium for eturauhassyövän Genetics (ChinaPCa) kanssa tietokannat kuten HapMap Project ja Genevar. Tässä analyysissä ilmaus polygeeninen ominaisuus (eQTLs) analyysi, luonnollinen valinta ja geenipohjaisten reitin analyysi olivat mukana. Reitti-analyysi vahvisti positiivista suhdetta PCa riskin ja useita keskeisiä geenejä. Lisäksi, yhdistettynä luonnon valinnan, näyttää siltä, ​​että 4-geenit (EGFR, ErbB2:, PTK2, ja RAF1) viisi SNP: t (rs11238349, rs17172438, rs984654, rs11773818, ja rs17172432) erityisesti rs17172432, saattaa olla keskeinen tekijöitä kehittämiseen Eturauhassyövän. Tulokset osoittavat, että RTK /ERK-reitin luonnollisissa valinta on keskeinen lenkki PCA riskiä. Yhteinen vaikutus geenien ja lokusten positiivinen valinta saattaa olla yksi syy kehittämiseen PCa. Käsitellään kaikkia tekijöitä samanaikaisesti saattaa antaa käsityksen ehkäisyä ja tukea ennustaa menestyksen mahdollisia hoitoja PCA.

Citation: Chen Y, Xin X, Li J, Xu J, Yu X, Li T, et al. (2013) RTK /ERK Pathway alle Natural Selection eturauhassyöpään liittyvän. PLoS ONE 8 (11): e78254. doi: 10,1371 /journal.pone.0078254

Editor: Antimo Migliaccio, II Università di Napoli, Italia

vastaanotettu: toukokuu 29, 2013; Hyväksytty 10 syyskuuta 2013 Julkaistu 4 marraskuuta 2013

Copyright: © 2013 Chen et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä tutkimus tukivat avustuksia National Program Key Basic Research Project (973 Program) (2012CB518303), National Natural Science Foundation of China (81060213, 81272853), Guangxi Natural Science Foundation (2011GXNSFB018100) ja tutkijatohtori sustentation Fund of China (2012M511886). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Kuten yksi tuhoisimmista syövät maailmanlaajuisesti [1], eturauhassyöpä (PCA) lisääntyy Uusimpien syövän tilastojen Yhdysvalloissa [2] – [4]. Vaikka kuolleisuus vähenee edelleen (vähenemässä 1,9% 2000-2008 vuodessa), 238590 uusia tapauksia saattaa olla löydetty, jossa kuolleisuus on 12,5% [5]. Euroopassa esiintyvyys on kolminkertaistunut viimeisten 40 vuoden aikana, ja noin 328000 miesten diagnosoitu eturauhasen syöpä vuonna 2008 [6]. Jotta voitaisiin tunnistaa mahdollista roolia geneettisten tekijöiden kehittämisessä PCA useat viimeaikaiset tutkimukset ovat perustuneet analyysi geeni tasolla. Äskettäin yksi tehokkaimmista menetelmistä, genomin laajuinen yhdistys tutkimuksessa (GWAS), käytettiin suorittamaan korkean suoritustehon SNP polymorfia analyysi, joka saattaa paljastaa merkittäviä lokuksen, jotka vaikuttavat sairaus. Kuitenkin samalla, sen tiukat standardit ja SNP-analyysi, joitakin mahdollisia hyödyllisiä tietoja voidaan jättää huomiotta. Joten suorittavan lisätutkimuksia, jotka voivat paljastaa kattavampia tietoja, näytti olevan tärkeitä.

Kun otetaan huomioon monimutkaisuus tekijöistä asiakkuutta tauti, erityisesti syöpä, lomitusongelman signalointipolkujen ja solun signaalin lähetyksen mukana biologisia vaikutuksia, kuten solujen eloonjäämistä, kehitystä ja apoptoosin [7] – [9] voisi tehdä synnyssä selkeämpi. Koska yksi keskeinen syövän polkuja, RTK /ERK-reitin sanotaan olevan yksi tärkeimmistä linkkien syövän kehitystä, joka sisältää useita geenejä (EGFR, EGF, CCND1, MAPK3 jne). Tämän reitin, reseptorityrosiinikinaasit (RTK: t) ovat entsyymi-reseptorit, jotka säätelevät solujen proliferaatiota ja erilaistumista, edistää solujen vaeltamiseen ja eloonjäämistä ja moduloimaan solun aineenvaihduntaan vasteena solunulkoisten vihjeitä [10] – [12]. Kuitenkin jotta herättää eniten RTK-reitin toiminnot, olennaiset efektori mitogeeniaktivoidut proteiinikinaasi (MAPK) Cascade on aktivoitava, koostuu Raf, MEK, ja solun signaali säädelty kinaasi (ERK) kinaasien (tunnetaan ERK ryöpytä). Aktivaatioon MAPK kaskadin, signaalin reseptorin pinnalla solun DNA: n solun tumassa siirretään proteiinit vaikuttavat asetus, transkription, ja synteesi geenien [13], [14]. Niinpä organismin kasvuun, angiogeneesi, ja karsinogeneesi ovat kaikki mukana kriittiset toiminnot RTK kautta.

PCa on yksi yleisimmistä pahanlaatuisten maailmassa. Sen korkea sairastuvuus ja kuolleisuus aikaan valtavia tappioita. Joten tutkimalla synnyssä Eturauhassyövän vaikuttaa erittäin kiireellinen, mukaan lukien mitkä geneettiset tekijät voivat olla merkittävä prosessissa. Yhteenveto viimeaikaiset tutkimukset, polku saattaa olla elintärkeä tekijä kehittymistä ja etenemistä Eturauhassyövän. Vuonna 2007 Caraglia M et al. [15] havaitsivat, että tsoledronihappo (ZOL) ja R115777 famesyylitransferaasin estäjä (FTI, Zarnestra) oli synergistinen tuhoamaan Ras /Erk ja Akt eloonjäämisreittejä ja vähentämällä fosforylaatiota sekä mitokondrioiden Bcl-2 ja huonoja proteiineja, ja kaspaasin aktivaatio, joka johti sekä kasvun eston ja apoptoosin eturauhasen adenokarsinooma soluissa. Lisäksi Milone et ai. [16] tutki ZOL edelleen, mikä ehdotti p38-MAPK-reitin ollut keskeinen rooli indusoinnissa aggressiivisempi ja invasiivisia fenotyypin ja vastustavat sen ZOL. Lisäksi aiempien polku rikastamiseen ja geenin meta-analyysin Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) [17] viittasi siihen, että merkittävästi ilmaisi geenit sijaitsevat RTK /ERK-reitin.

Samalla viimeaikaiset tutkimukset ovat löytäneet luonnollinen valinnan geenit ja verkostoja, jotka perustuvat väestön [18] – [19], joka antoi uuden nähtävillä evoluution tasolla osaksi tautien patogeneesiä. Ei kuitenkaan niihin liittyvät tutkimukset ovat paljastaneet mahdollinen suhde RTK /ERK-reitin luonnollisissa valinta ja PCa riski. Taustalla tämä esillä oleva tutkimus toteutettiin.

Tutkimus perustuu avainasemassa toimintaa RTK /ERK-reitin, The HapMap tietokannan ja oman GWA tutkimus tietoa PCa riski. Tässä analyysissä selvitimme reitin kautta useita menetelmiä: (1) yhdistys analyysi välillä geenin polymorfismit RTK-ERK-reitin ja PCa; (2) geenipohjaisten reitin testaus; ja (3) luonnollinen positiivinen valinta ja ilmaisun polygeeninen ominaisuus (eQTLs) analyysi. Yhdistämällä kaikki nämä tehokkaita analyysejä, tämä tutkimus saattaa antaa meille entistä kattavampi käsitys RTK /ERK-reitin, joka perustuu geeneihin ja SNP-analyysi, joka auttaisi meitä löytämään mahdollisia ratkaiseva loci tai geenejä ja antaa laaja näkemys hoito, ennaltaehkäisy, ja ennustaminen Pca.

Materiaalit ja menetelmät

Tutkittavat

analyysit tässä tutkimuksessa perustuivat pääasiassa Kiinan Consortium for eturauhassyövän Genetics (ChinaPCa) GWAS, The HapMap Project (https://www.hapmap.org), ja muita tietokantoja (NCBI36). Oppiaineissa ChinaPCA olivat mies Han Kiinan rekrytoidaan Kaakkois Kiinassa. He tulivat eri alueilta, mukaan lukien Shanghai, Suzhou, Guangxi, Nanjing, jne oli 1417 sairaala-pohjainen tapaukset vahvistettiin olevan ensisijainen eturauhassyövän histologisesti ja 1008 terveystarkastuksia, joka oli tehty rutiininomainen lääkärintarkastus paikallisissa sairaaloissa. Niiden ominaisuudet osoittivat taulukossa 1. Verinäyte saatiin kultakin kohteelta DNA: n eristämiseksi, kun suostumus on annettu. Pohjalta meidän koulutusjakson analyysi, 50459 polymorfisia SNP: tä mahdollisesti mukana. Kaikki geenit laajennettiin 100 kb alusta loppuun, jotta voidaan varmistaa kaikkien lokusten että reitin olivat mukana. Kattava epidemiologiset ja kliiniset tiedot kerättiin standardoituja kyselylomakkeita ja siihen liittyvästä PCa diagnoosin. Olennaiset tiedot sisällytettiin, kuten ikä, taso PSA, kirjaa syövän ja muut asiaan liittyvät datum. Kaikki yksityiskohdat annettiin Jianfeng Xu et al. [20].

Lisäksi HapMap projektivaiheiden II ja III käytettiin myös tutkimuksessa, jossa yhdistyvät niitä ChinaPCA. Ottaen huomioon läheisen suhteen samankaltaisten geenien, valitsimme 60 etuyhteydettömille näytteitä analyysimme varten CEU ja YRI. Samaan aikaan CHB (Han-kiinalaiset Pekingistä) ja JPT (japanilainen Tokyo) yhdistettiin 89 ei-affiniteetti Aasian yksilöitä, kutsutaan ASN. Tässä tutkimuksessa numerot SNP kussakin väestöstä oli 791.208 (ASN), 849575 (CEU), ja 885926 (YRI) [21] – [23].

assosiaatioiden geenipolymorfismien että RTK-ERK polku ja eturauhassyövän

Koska merkittävä reitin kehittämisessä syövän RTK-ERK-reitin voi helposti aiheuttaa syöpää, kun sen valkuaisesta mutatoitunut. Monet geenit tiedetään olevan mukana tämän reitin, joidenkin liittyviä niistä vielä tuntemattomien. Tutkimuksessamme olemme mukana lähes kaikki geenit tunnetaan reitti analyysi, joka käsittää 40-geenit: EGF, EGFR, PDGF, VEGF, MAP2K1, CCND1, ja muut sijaitsee jokaisesta kromosomi. Jotta voidaan varmistaa kaikkien SNP reitin sisällytetty, amplifioimme pituus geenien molempiin suuntiin 100 kb. Lopuksi, lähes 50000 SNP olivat mukana. Näiden SNP, järjestelmällisemmin testit riskin PCa tehtiin, mukaan lukien yhden SNP assosiaatio testejä ja geeni-pohjainen reitin assosiaatiotestiä. Logistinen regressiomalli toteutettu Plink [24] sovellettiin testata assosiaatioita valikoiva SNP polymorfismien ja PCa kanssa kovariaatti iässä.

geenipohjaisten reitin testi, adaptiivinen sijoitus katkaistu tuote (ARTP ) menetelmää sovellettiin. ARTP menetelmää ehdotti Yu K et al. [25], ja menetelmä perustui mukautuva sijoitus katkaistu tuote tilastotieto yhdistää todisteita yhdistysten yli eri SNP ja geenien biologinen reitin. Se lähinnä voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: ensimmäinen, yhdistys todisteet välillä geenin ja lopputulos saatiin standardoidun yhteenveto; Toinen, yhdistää nämä geeni-tason P-arvot osaksi testin tilastot taudista reitin -alueella. Koska voimakas tilastollinen menetelmä, ARTP voisi puutteiden listalla katkaistu tuote (RTP) menetelmä, jossa tuote K merkittävimmistä P-arvoja käytettiin yhteenvedon tilastotieto [26]. Menetelmän mukaisesti, mahdollisesti merkittäviä assosiaatio geenien, polku, ja niihin liittyviä sairauksia voitaisiin paljasti. Tässä tutkimuksessa SNP kanssa merkittävää yhteyttä (

P

0,05) kerättiin geenipohjaisten ARTP analyysi. Lisäksi 10000 permutaatioista otettiin mukaan analyysiin, jotta tilastojen vakuuttavampi.

Natural positiivisen valinnan loci ja eQTL analyysi

Vaikka GWA tutkimuksen mukaan useat SNP liittyivät eturauhasen syöpä, alue analyysi haplotyypin ei voitu sisällyttää, mikä saattaa laiminlyödä mahdollisesti liittyvien loci. Kuitenkin vuorovaikutuksen toteuttamista varten toiminnalliset seuraukset ja evoluutiohistoriasta näiden lokusten edelleen suureksi osaksi tuntemattomia. Viime aikoina useat tutkimukset ovat ehdottaneet luonnollinen positiivinen valinta perustuu haplotyyppianalyysissä ryhmissä, [27] – [28]. Ehdokas alueet, joissa ilmenee positiivinen valinta voitiin tunnistaa useita kehittyneitä tilastollisia menetelmiä. Tässä tutkimuksessa käytimme integroidun haplotyyppi pisteet (IHS), joka kehitettiin vuonna 2006 [23], [29]. Tämä Testimuuttuja sanottiin valitsemaan mahdollisia myönteisiä valinta lokusten empiirisenä kynnys 2 tai 1,65. IHS pistemäärä on peräisin laajennetusta haplotyyppi homotsygootista tilastoa (EHH) [30], joka mittaa rappeutuminen identiteetin haplotyyppien joka kuljettaa tietyn ”ydin” alleeli toisessa päässä. Sanotaan, että kun alleeli nousee nopeasti taajuuden vahvan valinta, se yleensä on korkea haplotyypin Homotsygoottikartoituksen, joka ulottuu paljon pidemmälle kuin odotettavissa olevan neutraali malli. Yhdistämistä EHH, Voight et al. [23] esitettiin integroitua EHH (IHH), joka on jaettu IHH

A ja IHH

B kanssa rajoittamisesta computing suhteessa esi tai johdettu ydin alleeli. Lisäksi, kun otetaan huomioon vaikutus alleelifrekvensseiltään ydin SNP, Voight et al. parantanut tietojen analysointi. Ja IHS pisteet tehtiin kaikkien SNP vähäisin alleelifrekvensseiltään 5%, joka on käsitelty ydin SNP. Koska Tulosten sekä erittäin myönteisiä ja erittäin kielteisesti IHS tulokset olisivat potentiaalisesti mielenkiintoinen.

Tutkimuksessamme web-pohjainen työkalu Haplotter [30] sovellettiin tunnistaa IHS tulokset päässä HapMap vaiheen II kolmeksi eri populaatioissa (ASN, CEU ja YRI). Ottaen huomioon eri sijainneissa eri tietokantojen määrä rs kaikkien SNP on RTK-ERK-reitin valittiin. Näiden havaintojen IHS johdetut arvot kanssa HapMap II vaihe vahvistettiin. Lisäksi, Plink käytettiin tutkimaan välisen assosiaation ChinaPCA ja sovittaa genotyyppien kaikki näytteet kautta. Logistinen regressiomalli käytettiin PSA-arvon ja kovariaatti oli ikää. Perusteella SNP (rs), IHS tulokset ja P-arvot liittojen sovitettu. SNP, joiden sanottiin olevan merkitseviä, kerättiin. Samaan aikaan, kun otetaan huomioon luotettavuutta valinnan signaalit, jatkoimme tekemään geeniin perustuva lähestymistapa. Tässä analyysissä ikkuna 50 SNP keskitetään kunkin geenin lähimpänä indeksiin SNP luotiin. Ehdokas tavoitteet valinnan määriteltiin olevan ylempään 10% empiirinen jakelu useita merkittäviä SNP.

Kun se tuli ilmaisun polygeeninen ominaisuus (eQTLs) analyysi, ei vain cis- vaan tran – vasen SNP kanssa