PLoS ONE: Einzelnukleotid-Polymorphismen von Ein-Kohlenstoff-Metabolismus und Krebs der Speiseröhre, Magen und Leber in einem chinesischen Bevölkerung

Abstrakt

Ein-Kohlenstoff-Metabolismus (Folatmetabolismus) wird als wichtig angesehen wegen seiner Beteiligung an der DNA-Synthese und biologische Methylierungen in der Karzinogenese. Wir untersuchten die Vereinigungen von Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) in Folat Stoffwechselweg und das Risiko von drei GI Krebserkrankungen in einer bevölkerungsbezogenen Fall-Kontroll-Studie in Taixing City, China, mit 218 Speiseröhrenkrebs Fällen 206 Magenkrebs Fälle, 204 Leber Krebsfälle und 415 gesunden Kontrollen Bevölkerung. Die Studienteilnehmer wurden mit einem standardisierten Fragebogen befragt, und Blutproben wurden nach den Interviews gesammelt. Wir Genotypisierung von SNPs der MTHFR
, MTR
, MTRR
, DNMT1
und ALDH2
Gene, mit PCR- RFLP, SNPlex oder TaqMan-Assays. Um für multiple Vergleiche berücksichtigen und die Chancen auf falsche Berichte zu reduzieren, wir verwendeten Halb Bayes (SB) Schrumpfung Analyse. Nach Schrumpfung und für potenzielle Störfaktoren Anpassung, fanden wir positive Assoziationen zwischen MTHFR
rs1801133 und Magenkrebs (alle T im Vergleich zu C /C, SB Odds-Ratio [Sbor]: 1,79, 95% posterior Grenzen: 1.18, 2.71) und Leberkrebs (Sbor: 1,51, 95% posterior Grenzen: 0,98, 2,32). Es gab eine inverse Assoziation zwischen DNMT1
rs2228612 und Speiseröhrenkrebs (jede G gegen A /A, Sbor: 0,60, 95% posterior Grenzen: 0,39, 0,94). Darüber hinaus entdeckten wir potenziellen Heterogenität über Alkoholkonsum Status für OPs im Zusammenhang MTRR
rs1801394 an der Speiseröhre (posterior Homogenität P
= 0,005) und Magenkrebs (posterior Homogenität P
= 0,004) und RUP in Bezug MTR
rs1805087 an Leberkrebs (posterior Homogenität P
= 0,021). Unter nicht-Alkoholkonsumenten, die Variante Allel (Allel G) dieser beiden SNPs wurde umgekehrt mit dem Risiko für diese Krebsarten; während eine positive Assoziation wurde unter immer Alkoholkonsumenten beobachtet. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass genetische Polymorphismen im Zusammenhang mit Ein-Kohlenstoff-Stoffwechsel kann mit Krebs der Speiseröhre, Magen und Leber assoziiert sein. Heterogene über Alkoholkonsum Status der Verbindungen zwischen MTR
/ MTRR
Polymorphismen und diese Krebsarten weist auf mögliche Wechselwirkungen zwischen Alkohol trinken und Ein-Kohlenstoff-Stoffwechselweg

Citation. Chang SC, Chang PY, Butler B, Goldstein BY, Mu L, Cai L, et al. (2014) Einzelnukleotid-Polymorphismen von Ein-Kohlenstoff-Metabolismus und Krebs der Speiseröhre, Magen und Leber in einem chinesischen Bevölkerung. PLoS ONE 9 (10): e109235. doi: 10.1371 /journal.pone.0109235

Editor: Nathan A. Ellis, University of Arizona, Vereinigte Staaten von Amerika

Empfangen: 5. Februar 2014; Akzeptiert: 9. September 2014; Veröffentlicht am: 22. Oktober 2014

Copyright: © 2014 Chang et al. Dies ist eine Open-Access-Artikel unter den Bedingungen der Lizenz Creative Commons, die uneingeschränkte Nutzung erlaubt, die Verteilung und Vervielfältigung in jedem Medium, vorausgesetzt, der ursprüngliche Autor und Quelle genannt werden

Finanzierung:. Diese Arbeit wird teilweise von der international Union Against Cancer (UICC) Technologietransfer Gemeinschaft (ICRETT) vergeben Dr. Li-Na Mu und von der Stiftung für den Autor des national~~POS=TRUNC Ausgezeichnete Dissertation von PR China, Nr 200157, verliehen an Dr. unterstützt . Lin Cai. Die Studie wurde zum Teil auch durch die NIH National Institute of Environmental Health Sciences, National Cancer Institute, Department of Health and Human Services unterstützt, gewährt ES06718, ES 011667, CA09142, sowie die Alper Research Program of Environmental Genomics der UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center und der UCLA Clinical Nutrition Research Unit. Die Geldgeber hatten keine Rolle in Studiendesign, Datenerfassung und Analyse, Entscheidung oder Vorbereitung des Manuskripts zur Veröffentlichung

Konkurrierende Interessen:.. Die Autoren haben erklärt, dass keine Interessenkonflikte bestehen

Einführung

im oberen Gastrointestinaltrakt (GI) Krebserkrankungen sind die Hauptursachen für Morbidität und Mortalität in der ganzen Welt. Basierend auf GLOBOCAN 2012 Schätzungen, Magen, Leber, und Speiseröhrenkrebs sind die fünfte, sechste und achte häufigsten Krebsarten, die jeweils mit einer globalen Inzidenz von etwa 2.189.829 neue Krebsfälle (15,5% der Gesamtmenge) und 1.868.700 Todesfälle (22,8 % der Gesamtmenge) [1]. Die meisten dieser Krebsfälle (1.694.874 Fälle, 77,4%) kommen in den weniger entwickelten Ländern. China allein entfallen fast die Hälfte aller Vorfall GI Krebserkrankungen (1.023.072 Fälle, 46,7%) [1].

Fortsetzung der Forschung in Bezug auf die Beteiligung von Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) in der Ätiologie dieser drei oberen GI Krebserkrankungen hat fruchtbar gewesen. Von besonderem Interesse sind die innerhalb von Genen liegt SNPs in Folat-Stoffwechsel beteiligt sind [2] - [4]. Folate hält die Stabilität der DNA durch DNA-Biosynthese regulieren, DNA-Reparatur und DNA-Methylierung [5]. Neoplasmen können entstehen, wenn dieser Weg durch die Depletion von Mikronährstoffen oder durch den Einbau von Polymorphismen [5] disreguliert wird. Verschiedene Enzyme werden in einem Kohlenstoffmetabolismus, einschließlich der Methylentetrahydrofolatreduktase (MTHFR), Methioninsynthase (MTR), Methionin-Synthase-Reduktase (MTRR), DNA-Methyltransferasen (DNMTs) und mitochondriale Aldehyd-Dehydrogenase 2 (ALDH2) beteiligt. MTHFR, MTR und MTRR sind in der DNA-Synthese, und die Erzeugung von S-Adenosylmethionin (SAM) -A universal methyl-Donor für Methylierungsreaktionen beteiligt. DNMTs katalysieren DNA-Methylierung und Methylierungsmuster replizieren. ALDH2 ist verantwortlich für die während des Alkoholmetabolismus erzeugt Acetaldehyd verstoffwechseln. Alkohol und Acetaldehyd kann Folsäure Absorption und beeinträchtigen die DNA-Methylierung [6].

Die Rolle von Folsäure und Ein-Kohlenstoff-Stoffwechsel im oberen GI-Krebs ist nicht vollständig verstanden hemmen. Tierstudien einige Hinweise für eine Wirkung niedriger Folsäurespiegel in oxidativen Stress, DNA-Methylierung zur Verfügung gestellt, und Hepatokarzinogenese [7], [8]; während eine hohe Folsäure-Aufnahme Magenkrebsrisiko globale DNA-Methylierung und reduzieren erhöhen kann [9], [10]. Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass genetische Polymorphismen von Genen in Ein-Kohlenstoff-Stoffwechselweg könnte das Risiko von Speiseröhre und Magen-Krebs [4] modulieren. Allerdings veröffentlichten Ergebnisse sind nicht schlüssig und begrenzt in Bezug auf die Anzahl von Genen /Polymorphismen untersucht. Mögliche Modifikation von verwandten Mikronährstoffen und bekannten Risikofaktoren hat selten erforscht. Daher ist die Bedeutung eines Kohlenstoffmetabolismus im oberen GI Krebsentwicklung unter Berücksichtigung, untersuchten wir die Verbindungen zwischen acht SNPs in den Genen in Ein-Kohlenstoff-Stoffwechselweg und Krebs des Ösophagus, Magen und Leber in einem chinesischen Bevölkerung. Wir haben auch die Heterogenität der Verbände in den verschiedenen Schichten der Plasma Mikronährstoffe (einschließlich Folsäure, Vitamin B12 und Homocystein) ausgewertet und bekannte Risikofaktoren für diese Krebsarten.

Materialien und Methoden

Ethik-Anweisung

Diese Studie wurde von der Institutional Review Board der University of California in Los Angeles (Certified Exempt 02-248) befreit.

Studiendesign und Bevölkerung

Eine detaillierte Beschreibung der Studiendesign wurde zuvor veröffentlicht [11], [12]. Kurz gesagt, war dies eine bevölkerungsbezogene Fall-Kontroll-Studie in Taixing City, Jiangsu Province, China durchgeführt. Eligible Fälle wurden neu diagnostizierten Patienten mit pathologisch oder klinisch Speiseröhrenkrebs bestätigt (zwischen dem 1. Juni und dem 30. Dezember, 2000), Magenkrebs (zwischen dem 1. Juni und dem 30. Dezember, 2000) und Leberkrebs (zwischen dem 1. Januar und dem 30. Juni 2000) zum Taixing CDC Tumor Registry berichtet. Weitere Einschlusskriterien einschließlich 20 Jahre alt sind oder älter, in stabilen medizinischen Zustand wie seit 10 Jahren von einem Arzt, Wohnsitz in Taixing bestimmt oder mehr, und die Bereitschaft zur Teilnahme. Insgesamt 218 Fälle Speiseröhrenkrebs, Magenkrebs 206 Fällen und 204 Fälle Leberkrebs beteiligt, was 67, 65 und 57%, bzw. aller neu diagnostizierten Krebspatienten.

Kontrollen zufällig bei gesunden Bewohner ausgewählt wurden von Taixing City mit einem 2.03 Frequenzanpassungsverhältnis der kombinierten Fallgruppe auf 5-Jahres-Altersklassen (20-24 bis 80-84), Geschlecht und Wohnsitz (Dorf im ländlichen Gemeinde oder in einem städtischen Wohnhaus im Zentrum von Taixing Stadt). Es gibt 23 Gemeinden (ländliche Gebiete) und eine zentrale Stadt (Stadtgebiet) in Taixing City. Jede ländliche Gemeinde besteht aus 10 bis 12 Dörfer und die zentrale Stadtgebiet besteht aus 10 bis 12 Wohnblöcken. Andere Einschlusskriterien waren dieselben wie die Fälle. Insgesamt 464 potenzielle Kontrollen wurden angesprochen, und 415 (89,4%) zugestimmt teilzunehmen.

Epidemiologische Datensammlung

Alle der rekrutierten Fälle und Kontrollen von geschulten Interviewern einen Standard-Fragebogen verabreicht abgeschlossen. Interviews erfolgte entweder in die Wohnungen der Teilnehmer, in den Krankenhäusern (für Fälle), oder im Büro des Kreisarzt (für Kontrollen). Krebsfälle wurden in der Regel innerhalb von 6 Monaten von Diagnosen befragt. Der Fragebogen gesammelt detaillierte Informationen über den demographischen Faktoren, aktuelle Höhe und Gewicht, Ernährungsgeschichte, Rauchen Geschichte, Alkohol zu trinken Geschichte, Tee Trinkgewohnheiten, Besiedlungsgeschichte, Familiengeschichte von Krebs und körperliche Aktivitäten.

Labortests

Jeder Studienteilnehmer bot eine 5-ml peripheren Blutprobe nach ihrer Interviews. DNA wurde aus Blutgerinnsel getrennt, die Phenol-Chloroform-Methode. Hepatitis B-Virus-Oberflächenantigen (HBsAg), IgG-Antikörper gegen Hepatitis C-Virus (HCV) und IgG-Antikörpern für CagA- Helicobacter pylori
(H. pylori
) wurden durch enzymgebundenen gemessen Immunassay (ELISA) Kits aus der Reagenz-Unternehmen des Shanghai Krankenhaus für Infektionskrankheiten (Shanghai, China) mit, der Shanghai Huamei Biological Company (Shanghai, China) und der Reagenz-Unternehmen des Shanghai Biotechnology Industry Park (Pudong, Shanghai, China), respectively. Plasma Aflatoxin B1 (AFB1) -Albumin Adduktspiegel durch ELISA-Test bestimmt wurden, wie zuvor beschrieben [13], frei Aflatoxin (Supelco) für die Aflatoxin-Standards. Ein Vergleich zwischen freien und gebundenen Aflatoxin-Standards ergab eine log-lineare Beziehung, so dass wir die absoluten Werte der Proben zu schätzen. Plasma Folsäure und Vitamin B12-Spiegel wurden ein wettbewerbsfähiges Radioassay gemessen mit Jod 125-markierte Folsäure und Kobalt 57-markiertem Vitamin B12 als Tracer (Quantaphase II B12 /Folsäure radiobinding Kit, Bio-Rad, CA). Plasma-Homocystein (Hcy) Ebenen gemessen wurden mit einem handelsüblichen chemilumineszenten Immunoassay-System (IMMULITE 1000 Automatisiertes Analyzer, DPC, Los Angeles, CA).

Wir wählten acht SNPs von MTHFR
MTR
, MTRR
, DNMT1
und ALDH2
Gene, basierend auf den folgenden Kriterien: 1) SNPs, die funktionelle oder potenziell funktionsfähig sind (SNPs befindet sich in der Kodierung, 3'- und 5'-untranslatierte Regionen); 2) SNPs zuvor berichtet, mit einer oberen GI Krebserkrankungen in Verbindung gebracht werden; und 3) SNPs mit kleineren Allelfrequenz von mindestens 5% im National Center for Biotechnology Information SNP Datenbank. Die Genotypisierung wurde durchgeführt unter Verwendung der TaqMan ( MTR
rs1805087, MTRR
rs1532268 /rs1801394 und ALDH2
rs886205) oder die SNPlex ( DNMT1
rs2228612 und ALDH2
rs2238151) Assay, wie zuvor beschrieben (Applied Biosystems von Life Technologies, Foster City, CA) [14] oder der PCR-RFLP-Analyse ( MTHFR
rs1801133 und ALDH2
rs671) von früher veröffentlichten Methoden modifiziert [15], [16]. Genotypisierung Tarife für Gespräche waren über 97% für TaqMan und PCR-RFLP-Methoden und über 80% für den SNPlex-Test. Die Reproduzierbarkeit betrug 98% für die SNPlex Assay (3% zufällige Doppelproben) [17] und 100% für die TaqMan-Assay (10% zufällige Doppelproben).

Die statistische Analyse

Wir haben Pearson-Chi-Quadrat-Test für Hardy-Weinberg-Gleichgewicht (HWE) für die Verteilung von Genotyp Frequenzen der acht SNPs bei den Kontrollen nur. Die Prüfung auf HWE unter den Kontrollen ist eine häufig vorläufige Qualitätskontrollverfahren in genetischen Assoziationsstudien verwendet, um systematische Fehler Genotypisierung in nicht verwandten Individuen zu identifizieren. Wir analysierten jedes SNP-Krebs Vereinigung unter Co-dominant, log-lineare, dominant und rezessiv vererbte Modelle, unbedingte logistische Regressionsmodelle mit Odds Ratios (OR) und 95% Konfidenzintervall (CI) zu berechnen. Modelle enthalten altersangepassten Kategorien, Geschlecht, Wohnsitz (Stadt /Land), Bildung (Analphabetentum /Grundschule /höher als der Mittelschule), Body-Mass-Index (BMI, kontinuierlich), Rauchen Pack-Jahre (kontinuierlich), Alkoholkonsum Frequenz ( nie /gelegentlich /oft /jeden Tag), H. pylori
Infektion (Magenkrebs; negativ /positiv), HBsAg-Status (Leberkrebs, negativ /positiv) und Plasma AFB1-Albumin Adduktspiegel in Quintiles (Leberkrebs; geschätzte Quintil: < 222,7, 222,7 bis 344,2, 344.2- 442,6, 442,6 bis 588,5, und > 588,5 fmol /mg). Um Rest verwirrende Effekte von Alter anzupassen, haben wir auch die Abweichung jedes Alter der Person aus dem mittleren Alter in jeder Alterskategorie [18]. Wir weisen darauf hin, dass eine Reihe von Stellgrößen können durch genetische Variationen betroffen, da diese Variablen später auftreten. Im besten Fall sind unsere Schätzungen für den direkten Genotyp-Effekte und kann anders sein über eingestellt oder durch unkontrollierte Faktoren verwechselt, die sowohl die Stellgrößen und die Ergebnisse [19] beeinflussen. So haben wir Schätzungen für den direkten Genotyp Effekte gegen Schätzungen nur nach Alter und Geschlecht angepasst geprüft.

Wir weiteren geschichteten Analysen durchgeführt Heterogenität auf die Schichten von Mikronährstoffen oder modifizierbaren Risikofaktoren zu prüfen, einschließlich Plasma Mikronährstoffe (Folsäure, Vitamin B12, und tHcy), Raucherstatus, Alkoholkonsum, H. pylori
Infektion (Magenkrebs), HBsAg-Status (Leberkrebs) und Plasma AFB1 Ebenen (Leberkrebs). Wir verwendeten geschätzte mittlere Ebenen in der Kontrollplasmaspiegel von Folsäure (12,76 nmol /l), Vitamin B12 (228.88 pmol /l), tHcy (9,5 &mgr; mol /l) und AFB1 (388,95 fmol /mg) zu dichotomize. Wir verwendeten die dominante genetische Modell, das ausgegangen, dass die Wirkung der Variante Allel dominant ist, wenn das Verhältnis der ORs Variante Allel homozygot zu Heterozygoten Vergleich war kleiner als derjenige Vergleich Heterozygoten gemeinsame Allel homozygot; sonst haben wir den rezessiven genetischen Modells. Wir untersuchten die Heterogenität auf die Schichten Likelihood Ratio Tests unter Verwendung von Modellen mit und ohne Produktbedingungen zu vergleichen.

, um die Risiken von Multiple-Vergleich Artefakte und Sparse-Datenbias zu verringern, verwendeten wir einen halb Bayes (SB) Schrumpfung ( bestraft-Wahrscheinlichkeit) Methode Genotyp-Koeffizienten zu ermitteln [20]; die Chancen-Verhältnis Schätzungen berichten wir sind die Antilogs dieser Koeffizienten. Schwindung Schätzung hat mehrere Tests Artefakte als Alternative überlegen Bonferroni in der statistischen Literatur empfohlen ausführlich wurde in vergleichenden Studien [21] für die Beseitigung - [24]. In Schrumpfungsschätzung, anstatt die alpha-Ebene zu verändern, zurückbilden wir ( "schrumpfen") die Schätzwerte auf Null in einem Ausmaß proportional zu ihrer geschätzten Varianzen und umgekehrt proportional zum Stand der Varianzen v. Der Stand der Varianz spielt eine Rolle analog zu dem eingestellten α -Level, dass kleinere Werte entsprechen strengere Ablehnungs- /Erkennungskriterien, mit α = 0 und v = 0 ist die untere Grenze der Einstellung ist, bei der Ablehnung der Null unmöglich wird. Auf der anderen Seite tritt keine Einstellung, wenn der ursprüngliche Wert von α oder einem riesigen (effektiv unendlich) Wert für v verwenden.

In unserer Studie haben wir eine vorherige Varianz von 0,50 zugewiesen, und eine vorherige Median OR = 1 (keine Verbindung), die in einer 95% Priori-Wahrscheinlichkeit ergibt innerhalb des Intervalls von 0,25 fallen, 4. Dies zieht die beobachteten Assoziationen in Richtung der null auf den Grad, die sich ergeben würde, wenn es eine frühere null Experiment war die Beobachtung 4 /v = 8 Fälle insgesamt, und es war mit den aktuellen Daten [20], [25] zusammengeführt. Wenn schichtspezifische SNP Effekte unterschiedlicher erlaubt wurde, wie in geschichteter Analysen wurde die vorherige Varianz auf 0,25 verringert, was für den Koeffizienten des Stratum-SNP Produkt (Wechselwirkung) mit einer Varianz von 0,50 entspricht. Für jede SB hinteren Schätzung bieten wir weiterhin die Richt (einseitig) SB P-Werte, die die spätere Wahrscheinlichkeit gleich, dass der Punktschätzung auf der falschen Seite der Null unter dem angepassten Modell ist und die Schrumpfung priors [26], [27].

Um die Verbände der 8 SNPs für jede der drei oberen GI Krebserkrankungen zusammenfassen, bauten wir ein polygenetische Risiko-Score (PRS) [28]. Der PRS wurde als die gewichtete Summe des Risiko Genotyp berechnet (unter entweder dominant oder rezessiv Modell wie in den geschichteten Analysen) zählt, wobei das Gewicht für jeden SNP durch den semi-Bayes bestimmt wurde Protokoll oder seiner Verbindung mit jedem Krebs in der voll Modell angepasst. PRS wurde nur unter denen, mit vollständigen Genotyp Daten auf allen 8 SNPs geschätzt, was 126 Speiseröhrenkrebs Fälle umfassen, 125 Magenkrebs Fällen, 142 Leberkrebs Fällen und 287 Kontrollen. Die Reichweite (maximal minus Minimum) von PRS für jeden Krebs wurde in drei gleich beabstandeten Kategorien unterteilt; Diese Bereiche waren 0,11-2,05 für Speiseröhrenkrebs, 0-1,91 für Magenkrebs und 0 bis 1,40 Leberkrebs. Datenanalysen wurden unter Verwendung von SAS 9.1.3 (SAS Institute, Cary, NC) durchgeführt.

Ergebnisse

• PLoS ONE: Magen Virtuelle Non-CT mit der zweiten Generation, Dual-Energy-CT: A Preliminary Study
• PLoS ONE: Licht- und Elektronenmikroskopie der Europäischen Biber (Castor fiber) Magen Reveal Einzigartige Morphologische Merkmale mit möglichen allgemeinen biologischen Significance