PLoS ONE: Impact of PSCA Variasjon på magesår Susceptibility

Abstract

Magesår er en av de vanligste gastrointestinale lidelser med kompleks etiologi. Nylig gjennomførte vi genomet omfattende forening studie for magesår og identifisert sykdomsresistens variasjoner på to genetiske loci som tilsvarer den Prostata stamcelle antigen product: ( PSCA
) genet og ABO blod gruppe product: ( ABO
) genet. Her undersøkte vi foreningen av disse variasjonene med magesår i to japanske kasus-kontrollprøvesett, totalt 4,291 magesår tilfeller og 22,665 kontroller. Som et resultat av en C-allelet av rs2294008 på PSCA
økt risiko for magesår med odds ratio (OR) på 1,13 ( P
verdi på 5,85 × 10 ^{-7 ) i et additiv modell. På den annen side, SNP rs505922 på ABO
utstilt inkonsekvent resultat mellom to kohorter. Våre funn antyder tilstedeværelsen av den felles genetisk variant i patogenesen av mage-og duodenalsår}

Citation. Tanikawa C, Matsuo K, Kubo M, Takahashi A, Ito H, Tanaka H, ​​et al. (2013) Effekt av PSCA
Variasjon på magesår følsomhet. PLoS ONE 8 (5): e63698. doi: 10,1371 /journal.pone.0063698

Redaktør: Giuseppe Novelli, Tor Vergata-universitetet i Roma, Italia

mottatt: 12 november 2012; Godkjent: 07.04.2013; Publisert: 21. mai, 2013

Copyright: © 2013 Tanikawa 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:. The Aichi del av studien ble støttet av et stipend-i-aid fra departementet for utdanning, kultur, sport, vitenskap og teknologi i Japan [Prioriterte områder av kreft (nr 17015018) og innovative områder (nr 221S0001)] og fra departementet av helse, velferd og Labours av Japan [H24-3-G002 og H23-applikasjon (kreft) -G002]. 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

magesår er den vanligste sykdommer i mage-tarmkanalen med symptomer som kvalme, oppkast og magesmerter, og noen ganger fører til blødning og perforering med akutt peritonitt. Livstidsprevalens av magesår er 10-15% i den japanske og 4-10% i kaukasiere [1] - [3]. Omtrent 70% av magesår pasientene og 90% av duodenale sår pasienter er forbundet med H. pylori
infeksjon [4]. Siden utryddelsen av H. pylori
av antibiotika i kombinasjon med proton pomp hemmer effektivt kan kurere magesår [5], H. pylori
er vist å være den viktigste årsaken til magesår. Selv om nesten 50% av individer på jorden er infisert med H. pylori, etter de fleste av dem forbli asymptomatisk indikerer at det kliniske utfallet etter H. pylori
infeksjon varierer betydelig mellom individer. Disse interindividuelle forskjeller påvirkes av ulike faktorer, inkludert bakterier subtyper, vertsrespons, og deres samspill. Duodenalsår fremme gen A product: ( dupa
) i H. pylori
ble indikert å indusere interleukin (IL) -8 som øker risikoen for magesår og reduserer risikoen for magekreft [6], [7]. Ikke-steroide antiinflammatoriske midler (NSAIDs) og røyking er kjente risikofaktorer for magesår [8], [9]. I tillegg til disse bakterielle og miljømessige faktorer, hadde verts genetiske faktorer blitt implisert å ha noen roller i risikoen for magesår. Proband-messig samstemmighet av magesår hos eneggede tvillinger var så høy som 23,6%, mens det i toeggede tvillinger var 14,8%. Flere kandidat genet tilnærminger avdekket en mulig sammenheng mellom genetiske variasjoner i IL-6
, IL-8
, IL-10 product: [10], TNF
, LTA product: [11], og COX1 product: [12] med magesår risiko.

i forrige genom bredt forening studie (GWAS) av duodenalsår hjelp totalt 7,035 tilfeller og 25,323 kontroller, identifiserte vi den betydelige sammenslutning av genetiske variasjoner på PSCA product: ( prostata stamcelle antigen
) og ABO
blodtype med duodenal sår [13]. Den C-allelet av rs2294008 på PSCA
økt risiko for magesår (odds ratio (OR) på 1,84 med P
verdi på 3,92 × 10 ^{-33) i en recessiv modell , mens den reduserte risikoen for magekreft (OR på 0,79 med P
verdi på 6,79 × 10 -12) som rapportert tidligere [14]. Våre funksjonelle analyser viste at T-allelet av SNP rs2294008 skaper en oppstrøms translasjons-startkodon og tilsett signal peptidsekvenser ved den N-terminale del, som resulterer i forandring av proteinet subcellulære lokalisering fra cytoplasma til celleoverflaten. SNP rs505922 på ABO
var også assosiert med magesår i en recessiv modell (OR på 1,32 med P
verdi på 1,15 × 10 -10). Siden H. pylori
infeksjon og ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler induserer gastroduodenal mucosal skade som ville føre duodenal og ventrikkelsår, undersøkte vi hvilken rolle varianter i PSCA Hotell og ABO
gener på magesår risiko blant japanske befolkningen.}

Resultater

totalt 4,291 magesår tilfeller og 22,665 kontroller uten å ha tidligere historie med magesår eller kontinuerlig NSAID inntak ble rekruttert fra Biobank Japan og Aichi Cancer Center (tabell 1). Vi genotypede SNP rs2294008 og rs505922 i to case-control prøvesett og undersøkte sammenhengen med magesår i tre genetiske modeller (additive, recessiv, og dominerende modell) (tabell 2). For å øke den statistiske kraften i denne studien brukte vi individer med en av 22 sykdommer som kontrollprøver. Derfor vurderte vi konfunderende effekt av sykdom mix kontrollprøver som brukes i denne analysen. SNPs rs2294008 og rs505922 viste ikke signifikant sammenheng mellom case-mix kontroller (n = 19,884) og friske frivillige (n = 2,781) (tabell S1). I tillegg gjorde begge SNPs ikke viser betydelig avvik fra HWE (Hardy-Weinberg likevekt) i hver sykdomsgruppe. Derfor sykdom mix kontrollene synes ikke i stor grad påvirke foreningen resultat i vår analyse.

Resultatene av foreningen analyser viste at magesår pasienter hadde en høyere frekvens av C-allelet ved rs2294008 enn kontrollgruppen i begge settene (39,7 % mot 36,9% og 40,1% mot 37,0%, henholdsvis). En meta-analyse av de to studiene viste signifikant sammenheng med rs2294008 i en additiv modell uten tegn til heterogenitet (P = 5,85 × 10 ^{-7 med OR på 1,13), selv om foreningen var ikke statistisk signifikant blant Aichi Cancer sentrum kullet sannsynligvis på grunn av mindre prøve størrelse. Risiko alleler (C allel på rs2294008) i de to prøvesettene var konsistente mellom magesår og magesår, noe som indikerer rollen som PSCA
variasjon som felles genetiske faktorer for magesår. Men virkningen av denne variasjonen på magesår risikoen var ikke så sterk som de på duodenalsår rapportert tidligere [13].}

På den andre hender, SNP rs505922 viste inkonsistente resultater mellom to kohorter. En T-allelet av rs505922 økt magesår risiko i alle tre genetiske modeller i Biobank Japan kohort. Imidlertid, gastriske sår pasienter oppviste lavere frekvens (53,5%) av en T-allel enn friske kontroller (55,1%) i Aichi Cancer Center kohort. Derfor er ytterligere forening analyse viktig å finne ut hvilken rolle ABO
variasjoner på magesår mottakelighet.

Siden vi har genotyping resultatene av 1,862 magesår tilfeller og 17,482 kontroller analysert av Illumina Menneskelig Hap610- Quad Genechip, gjennomførte vi hele genomet screening ved hjelp av disse prøvesett. Selv om 62 SNPs utstilt tankevekkende assosiasjoner med P
verdier på mindre enn 1 x 10 ^{-4, ingen SNPs ryddet genome wide betydelig terskel (tabell S2 og figur S1). Dermed fikk vår prøvesett ikke har tilstrekkelig statistisk styrke til å påvise magesår mottakelighet loci av GWAS.}

Vi har også undersøkt sammenhengen av tidligere rapporterte gener med magesår (tabell 3). Vi valgte 32 SNPs på fem gen loci som hadde blitt genotypet ved Illumina Menneskelig Hap610-Quad Genechip. Som et resultat av to loci på LTA Hotell og PTGS1
indikert tankevekkende forening (P = 1,64 × 10 ^{-3 og 0,0376), selv om disse foreningene var ikke statistisk signifikant etter Bonferroni korreksjon ( P
< 0,00156 = 0,05 /32). Dermed videre analyser er nødvendig for å belyse rollen til disse variasjonene på magesår.}

Diskusjoner

Utviklingen av magesår bestemmes av samspillet mellom utskillelsen av magesyre og slimhinne motstand, men deres streke patogenesen er ikke fullstendig klarlagt. Gastrisk slim, et gelatinøst materiale som utskilles av mageslimceller, tjener som et unstirred sjikt gjennom hvilket diffusjonen av syre og pepsin reduseres. Vi her funnet at variasjon i PSCA
genet ble signifikant assosiert med magesår. PSCA ble først identifisert som et tumorantigen som er høyt uttrykt i prostata, blære, og kreft i bukspyttkjertelen vev [15], [16]. Ettersom tumorceller behandlet med anti-PSCA-antistoff oppviste en vekst undertrykkende effekt [17], [18], er celleoverflate-PSCA anses å spille en viktig rolle i celleproliferasjon. I motsetning til dette ble nedregulering av PSCA i mage og spiserørskreft vev også rapportert [19], [20]. Således er rollen til PSCA i karsinogenese fremdeles kontroversiell [21]. Disse forskjellige virkninger av PSCA mellom ulike cancertyper kan delvis forklares ved virkningen av genetisk variasjon. Individer som bærer den T-allele ved rs2294008 uttrykke PSCA proteiner med et ytterligere fragment på ni aminosyrer ved den N-terminale del [13]. På den annen side, individer som bærer C-allele ved rs2294008 uttrykke et kortere PSCA-protein som mangler signalpeptidet, og er antatt å være lokalisert i cytoplasma uten glykosylering [22]. Vi har også funnet at cytosolisk kortere PSCA-protein var mer utsatt for proteasomal nedbrytning enn det lange PSCA-protein på celleoverflaten. Siden PSCA-avledede peptider ble rapportert å være et mål for T-celle-basert immunterapi for prostatakreft [23], vil den kortere PSCA-protein forårsake aktivering av CD4-positive og /eller CD8-positive T-celler og deretter fremme epitelial mucosal skade [24]. I motsetning til dette, kan den lange PSCA-protein på celleoverflaten lette mucosal reparasjon ved å forbedre epitelcelleproliferasjon. I tillegg ble T-allelet av SNP rs2294008 vist seg å være assosiert med høyere mRNA og protein uttrykk [25]. Dermed virkningen av PSCA på magesår og kreftutvikling kan bli regulert av PSCA
variasjon.

H. pylori
spiller en viktig rolle i utviklingen av gastritt, magesår og magekreft, og utryddelsen av H. pylori
ble vist å redusere tilbakefall av magesår [26] og hindre utbruddet av magekreft [27]. Siden vertikal overføring i løpet av barndommen er den viktigste smittekilden, familiehistorie med H. pylori
infeksjon eller H. pylori
-relaterte sykdommer er en risikofaktor for H. pylori-infeksjon
[28] - [30]. I tillegg de senere akkumulerte bevis avdekket en rekke risikofaktorer for magekreft (T allele på rs2294008, blodtype A, redusert magesyre, inntak av protonpumpehemmer /H _{2 blocker, og CagA
i H. pylori product: [31]) eller magesår (C allele på rs2294008, blodtype O, NSAID inntak, dupa
i H. pylori
) [32 ]. I tillegg CYP2C19
genotype var assosiert med responsen å tredoble anti- H. pylori
terapi inkludert protonpumpehemmer [33]. Men vår forrige analyse viste at SNP rs2294008 og rs505922 ikke forbundet med H. pylori
utbredelsen [13]. Tar informasjonen ovenfor i betraktning, vil estimering av sykdomsrisiko og legemidlets effekt gjør oss i stand til å finne riktig behandling protokollen for H. pylori
bærere.}

Her fant vi at PSCA
varianten ble signifikant assosiert med magesår. I vår forrige analyse, gjorde PSCA variasjon ikke forbinder med H. pylori
utbredelsen [13]. Siden H. pylori
infeksjon var assosiert med mange sykdommer som MALT lymfom [34], idiopatisk trombocytopenisk purpura [35], atrofisk gastritt [36], og NSAID-induserte magesår, er det svært interessant å evaluere effekten av PSCA
variant av disse sykdommene. Vi håper våre funn vil bidra til å klarlegging av sykdom patogenesen samt til etablering av personlige medisinske behandlinger i fremtiden.

Metoder

Etikk erklæringen

Dette forskningsprosjektet ble godkjent av de etiske komiteer ved University of Tokyo, Riken, og Aichi Cancer Center. Alle deltakerne gitt skriftlig informert samtykke som er godkjent av de etiske komiteer ved University of Tokyo og Aichi Cancer Center.

Studier deltakere

De demografiske opplysninger om deltagerne er oppsummert i tabell 1. Totalt av 3,866 magesår pasienter, og 20,791 magesår negative kontroller ble hentet fra Biobank Japan som ble igangsatt i 2003 med midler fra departementet for utdanning, kultur, sport, vitenskap og teknologi, Japan [37]. I Biobank Japan-prosjektet, ble DNA og serum fra pasienter med 47 sykdommer som samles inn gjennom samarbeid nettverk av 66 sykehus i hele Japan. Listen over deltakende sykehusene er vist i følgende nettsted (http://biobankjp.org/plan/member_hospital.html). Totalt 425 magesår tilfeller og 1,874 friske kontroller ble hentet fra Aichi Cancer Center. Diagnosen magesår var basert på kliniske, endoskopisk, og histologiske funksjoner. Liste over sykdom-mix kontrollprøvene brukt i denne studien ble vist i tabell S1. Vi ekskluderte pasienter med magesår eller magekreft fra begge tilfeller og kontroller. Deregulering av PSCA ble rapportert i mange typer av kreft så som prostata, bukspyttkjertel, lunge, blære, mage, kolangiokarsinom, og spiserørskreft [14] - [16], [20], [38], [39]. I tillegg ABO
locus ble tidligere vist å være forbundet med forskjellige sykdommer slik som myokardialt infarkt og kreft i bukspyttkjertelen [40], [41]. Derfor ekskluderte vi pasienter med disse sykdommene fra Case mix kontroller. Vi har også utelatt fagene med kontinuerlig NSAID inntak.

SNP genotyping

genotyping plattformer brukes i denne studien er vist i tabell 1. Totalt 1,862 magesår tilfeller og 20 791 magesår negative kontrollprøver ble genotypet med Illumina Menneskelig Hap610-Quad eller med menneskelige Hap550v3. De andre prøvene ble genotypet ved Invader analysesystem (Third Wave Technologies, Madison, WI) eller Taqman assay.

Statistical Analysis

Foreningen av SNPs rs2294008 og rs505922 med magesår ble testet av chi-kvadrat test. Den Odds ratio ble beregnet ved å vurdere beskyttelses allel som referanse allelet. Foreningen av SNPs genotypet ved Illumina Menneskelig Hap610-Quad med magesår ble testet av multivariate logistisk regresjonsanalyse på justert for alder ved rekruttering og kjønn bruker plink [42]. Heterogenitet over to etapper ble undersøkt av Cochran Q test [43].

Hjelpemiddel Informasjon
Figur S1.
Manhattan plott som viser de genom-wide P verdier av foreningen. P-verdiene ble oppnådd ved logistisk regresjonsanalyse på justering for alder og kjønn. Y-aksen representerer de -log10 P verdiene av 480,566 SNPs, og deres kromosom posisjoner er vist på x-aksen
doi:. 10,1371 /journal.pone.0063698.s001 plakater (TIF)
Tabell S1 .
Genotype frekvens på to SNPs i sykdoms mix kontroller
doi:. 10,1371 /journal.pone.0063698.s002 plakater (docx)
Tabell S2.
Resultatet av foreningen analyse av Magesår i GWAS
doi:. 10,1371 /journal.pone.0063698.s003 plakater (docx)

Takk

Vi vil gjerne å takke alle pasienter og medlemmer av Rotary Club of Osaka-Midosuji District 2660 Rotary International i Japan, som har donert sin DNA for dette arbeidet. Vi takker også Ayako Matsui og Hiroe Tagaya (Universitetet i Tokyo), og den tekniske staben av Laboratorium for Genotyping Development, Senter for Genomisk medisin, Riken for deres tekniske support.

• Kliniske studier for magesår Disease
• PLoS ONE: Den Redusert uttrykk for Proangiogenic vekstfaktorer og deres reseptorer i magesår av cirrhosepasienter