PLoS ONE: генетические варианты в рецептор эпидермального фактора роста Тропинка Гены и риск пищеводного плоскоклеточного рака и рака желудка в китайском Population

Абстрактный
<р> рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) сигнальный путь регулирует пролиферацию клеток, дифференцировку и выживание, и часто дизрегуляции в пищевода и рака желудка. В нескольких исследованиях всесторонне изучали связь между зародышевых генетическими вариантами в EGFR пути и риск рака пищевода и рака желудка. На основе генома исследования ассоциации в популяции ханьского Китая, мы исследовали 3443 ОНП в 127 генов в EGFR пути к 1942 пищеводного плоскоклеточный рак (ESCCs), 1758 рака желудка (ГКС) и 2111 управления. Анализ SNP уровня были проведены с использованием модели логистической регрессии. Мы применили передискретизации адаптивная ранг подход усеченного продукта для определения генно и пути на уровне ассоциаций. EGFR путь был значительно связан с GC риска ( P
= 2,16 × 10 ^{-3). Ген уровня анализа обнаружено 10 генов, которые будут связаны с GC, в том числе FYN
, MAPK8
, MAP2K4
, GNAI3
, MAP2K1
, TLN1
, PRLR
, PLCG2
, RPS6KB2
, и PIK3R3
( P
&л; 0,05). Для ККСЭ, мы не наблюдали значительный путь на уровне ассоциации ( P
= 0,72), но ген уровня анализа предложил ассоциации между GNAI3
, CHRNE
, PAK4
, WASL
и ITCH
и ЕШКО ( P
&л; 0,05). Наши данные указывают на связь между определенными генами в пути передачи сигналов EGFR и риск GC и ККСЭ. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения этих ассоциаций и исследовать механизмы, лежащие в основе
<р> Цитирование:. Ли W-Q, Ху N, Ван Z, Ю К, Су H, Ван L, и др. (2013) генетические варианты в рецептор эпидермального фактора роста Тропинка Гены и риск пищеводного плоскоклеточного рака и рака желудка в китайской популяции. PLoS ONE 8 (7): e68999. DOI: 10.1371 /journal.pone.0068999
<р> Редактор: Valli De Re, Centro ди Riferimento Oncologico, Национальный институт рака IRCCS, Италия
<р> Поступило: 24 марта 2013 года; Принято: 4 июня 2013 года; Опубликовано: 18 июля, 2013
<р> Это статья с открытым доступом, свободной от всех авторских прав, и могут быть свободно воспроизведены, распространять, передавать, изменять, построен на, или иным образом использоваться кем-либо для любой законной цели. Работа доступна под общественное достояние Creative Commons cc0
<р> Финансирование:. Генетики рака Проект Shanxi верхних отделов желудочно-при поддержке Национального института рака (NCI) контракта NO2-SC-66211 с больницы провинции Шаньси рака и институт. Nutrition Trials вмешательства были поддержаны NCI контракты NO1-SC-91030 и HHSN261200477001C с Институтом рака Китайской академии медицинских наук. Текущий анализ был поддержан исследовательской программой Intramural Национального Института Здоровья (NIH), NCI, и Отдел эпидемиологии рака и генетики. Доноры не играет никакой роли в дизайн исследования, сбора и анализа данных, решение о публикации или подготовки рукописи}

Конкурирующие интересы:. Авторы имеют следующие интересы. Кэрол Гиффен и Xiaoqin Сюн используются службами управления информацией, Inc. Там нет патентов, продукты в разработке или продаваемые продукты в таможенной декларации. Это не меняет приверженность авторов на всех политик PLoS ONE на данных и материалов обмена, как подробно на сайте в руководстве для авторов.

Введение
<р> ERBBs или рецепторов эпидермального фактора роста (EGFRs ) принадлежат к рецепторной тирозинкиназы (RTK), надсемейство и являются важными сигнальных белков в нормальных физиологических условиях [1], [2]. Например, лиганд переплете EGFRs являются регуляторами прогрессии клеточного цикла, пролиферацию, выживание, инвазии, а также другие процессы рака способствуя [3], [4]. Не удивительно поэтому, члены семейства EGFR, в частности, к EGFR (также известный как ErbB1 или HER1) и ERBB2 (HER2), участвуют в развитии многих раковых заболеваний человека и преследует в качестве терапевтических мишеней [3], [4] , [5]. Что касается пищевода и желудка, рака, более высокие уровни EGFR и ErbB2 коррелировали с плохим пищевода и желудка выживания рака [4], [6], [7]. Методы лечения, направленные на семейство EGFR было показано улучшение пищевода и желудка, прогноз рака [4]. Некоторые исследования также показали, соматические мутации генов в семье EGFR в пищевода и рака желудка [8], [9], [10], [11], [12]. Кроме того, роль для передачи сигнала семейства EGFR также было установлено, с молекулами, участвующими в МАРК /ERK пути активируется в пищевода и желудка, рака [13], [14], [15].
<Р> Учитывая значимость этого пути, генетические вариации в EGFR сигнальных белков может коррелировать с предрасположенностью к пищевода и рака желудка. Тем не менее, лишь несколько исследований исследовали роль зародышевых одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) в этих видов рака. Эти немногие предыдущие исследования были ограничены только охват генов в этом пути [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23]. Хотя ОНП в этом пути не достигли геному значение в опубликованных геномных исследований ассоциации (GWAS) [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], такой критерий может быть слишком консервативным для обнаружения скромных ассоциаций. Таким образом, анализ пути может помочь определить важные генетические вклады, индивидуальные размеры эффект может быть слишком мал, чтобы быть обнаружены с использованием критериев значимости GWAS [33], [34]. На основании наших данных GWAS в этнических китайских подданных [24], мы всесторонне оценены ассоциации между генетическими вариантами в EGFR пути и риск пищевода плоскоклеточного рака (ККЭС) и рака желудка (GC) в 1942 случаях ККЭС, 1758 случаев GC ( 1126 случаев рака желудка кардии (GCA) и 632 желудочного рака некардиальных отделов (GNCA)) и 2111 управления, живущие в Тайханшань районе Китая, в районе с высоким риском ККСЭ и GC.

материалы и методы

Этика Заявление
<р> Shanxi верхних отделов желудочно-(UGI) Cancer Genetics Project (Shanxi, зарегистрирован в качестве ClinicalTrials.gov NCT00341276), полученное письменное согласие от субъектов для участия в родительскую исследование Shanxi и общая GWAS (текущее исследование) и все процедуры были одобрены больницы провинции Шаньси рака и наблюдательный совет Institutional институт. Испытания Linxian питания вмешательство (нит, зарегистрированные в качестве ClinicalTrials.gov NCT00342654) получено письменное информированное согласие от субъектов для участия в NIT родительскую исследование и общий GWAS (текущее исследование) и все процедуры были одобрены институтом рака Китайской академии Медицинские науки Совет Institutional Review. Institutional Review Board NCI Специальные исследования одобрены как родительские исследования Shanxi и NIT, а также общую GWAS (текущее исследование).

Исследуемая популяция
<р> Участники исследования были зачислены из двух верхних отделов ЖКТ ( UGI) рака проектов, проводимых в районе Тайханшань в Китае: исследование Шаньси и гнид. Исследование Shanxi было начато в 1997 году и имела часть случай-контроль и часть кейс только. Мы включили в недавно поставлен диагноз, гистологически подтвержденных ККЭС и GC дел, а также, в случае контроля части данного исследования, возраст (± 5 лет) -, гендерно и окрестности из контрольной группы были зачислены в течение 6 месяцев после идентификации в каждом конкретном случае [35]. Образцы крови собирали в момент записи. Гниды были начаты в Linxian в 1985 году и исследовали влияние нескольких витаминов и минеральных соединений следует принимать ежедневно в течение шести лет на исходе пищевода и рака желудка [36]. Мы собрали кровь в 1999 и 2000 годах специально для получения ДНК из участников NIT. В ходе последующей деятельности по 31 декабря 2010 года все вновь поставлен диагноз, гистологически подтвержденный ККЭС и случаи GC наряду с контрольной группой из возрастных и гендерных расслаивается случайным образом отобранного субкогорты, были включены в текущий генетический анализ. Все рассмотренные виды рака пищевода были ККЭС, и все ШС были аденокарциномы. GCAS были определены как те, которые расположены в проксимальных 3 см желудка, в то время как GNCAs были те, в оставшейся части желудка.

Джин и SNP Выбор
<р> Мы провели обширный поиск литературы в генов EGFR, проводящих путей [1], [2], [3], [4], [5]. Ген был включен в нашем анализе, если он упоминается в по меньшей мере одной из следующих баз данных: ErbB путь в KEGG (http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?pathway:map04012~~HEAD=dobj, извлеченного 20 декабря сигнализации, 2012), EGF сигнальный путь в BioCarta (http://www.biocarta.com/pathfiles/h_egfPathway.asp, извлеченную дек 20, 2012), или сигнализацию рецептора ErbB, ErbB2 /ErbB3 сигнализации, сигнальный рецептор EGF или ErbB4 сигнальный путь в базе данных Pathway взаимодействия NCI (http://pid.nci.nih.gov/browse_pathways.shtml, извлеченной 20 декабря 2012). Мы определили в общей сложности 131 генов EGFR пути. Нет, отображенные в ОНП не AREGB
, EIF4EBP1
, PAK3
и SHC1
в нашем наборе данных, в результате чего 127 генов (таблица S1) для анализа. В общей сложности 3443 полиморфизмов, расположенных в пределах этих генов и их фланговых областей (20 кб вверх по течению и 10 кб вниз по течению), с малой частотой аллелей > 1% (в случаях и контроля комбинированных) были включены в наш анализ, и полный список из этих полиморфизмов были показаны в таблице S2.

генотипирование и контроль качества
<р> Генома сканирование проводилось с использованием массива Illumina 660W, который был подробно описан в нашей опубликованной GWAS на раке UGI [24 ]. После этого доклада мы сканировали дополнительные предметы на той же платформе, на том же объекте. Исходные и дополнительные данные, при условии проверки прошли аналогичные показатели фильтрации для обработки и контроля качества. Мы исключили ОНП с отсутствующим скоростью &К раствору 5%, предметы со скоростью завершения всех ОНП &ЛТ; 94%, субъекты с аномальными средними значениями гетерозиготности (&GТ; 30% или &лт; 25%), гендерные несовпадающие предметы, или неожиданный дубликат пар. Данные GWAS о раке UGI в исследованных группах населения были сданы на хранение в базе данных генотипов и фенотипов (dbGaP, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gap/, исследование номером: phs000361.v1. p1).

Статистический анализ
<р> Мы исследовали связь между генами в пути передачи сигналов EGFR и риск ККСЭ и GC. Для проведения анализа генов на уровне, мы сначала проводили анализ SNP уровня. Мы рассчитали шансов (ОШ) и 95% доверительные интервалы (ДИ) для риска ККСЭ или GC, связанного с наличием одного минорного аллеля, с помощью безусловной логистической регрессии в аддитивной модели для каждого SNP, с поправкой на возраст, пол и исследования ( Shanxi или NIT). Мы не рассматривали расслоение населения, поскольку не было никаких доказательств значительных проблем с населением подструктуры [24]. Мы использовали доминирующую модель для ОНП, когда ожидаемое число субъектов, несущих минорного аллеля была менее пяти лет.
<Р> объединения генов на уровне Затем были рассчитаны с использованием адаптивного ранга усеченный продукт (ARTP) подход, который применяется rank- усеченные статистика испытаний и процедура выборки перестановок на основе (1000000 resamplings) [34]. Сигналы ассоциации по набору полиморфизмов в пределах гена были объединены в то время как учет SNP неравновесия по сцеплению (LD) структур и множественных сравнений. Мы также проанализировали связь общего пути EGFR с ККСЭ и GC, который во всем мире в сочетании ассоциации между каждым результатом и генов в пути. Мы использовали метод ARTP с 1000000 resamplings, чтобы получить единый сводный тропинка уровня P
-Value для каждого типа рака.
<Р> При вторичном анализе, мы дополнительно с поправкой на курение сигарет (никогда или никогда ), употребление алкоголя (никогда или редко /никогда), и семейная история рака UGI (да или нет). Так как результаты этих анализов вторичных SNP на уровне показали, по существу, аналогичные результаты, как те, от первичных моделей, мы представляем только первичный анализ в работе.
<Р> Мы проверили связь между ОНП и ККСЭ и GC подгруппами секса , курение, употребление алкоголя, и семейная история рака UGI. P
для взаимодействия между ОНП и этими переменными были изучены с помощью тестов соотношение правдоподобия
<р> Статистическая значимость для генов и проводящих путей на основе анализа был определен как P &
л.; 0.05. Так как ни один из ОНП не достиг Бонферрони скорректированный уровень значимости (1,45 × 10 ^{-5, 0,05 /3443 SNP), статистической значимости для SNP уровня анализа был определен как P
&л; 0,001. Статистический анализ проводился с использованием языка R. Мы оценивали неравновесия по сцеплению (LD) между ОНП по разным регионам генов с Haploview версии 4.1.}

Результаты
<р> В общей сложности 1942 случаев ККСЭ, 1758 случаев GC (1126 ВКА и 632 GNCA случаев) и 2111 управления были включены из провинции Шаньси и NIT исследований (таблица S3). В целом, средний возраст составил 56,0 лет в контрольной группе, 56,0 в ESCCs и 56,3 в ШС.
<Р> Мы провели анализ генов на уровне между 127 генов, и определили пять генов, в том числе GNAI3
, CHRNE
, PAK4
, WASL
и ITCH
, которые были значительно связаны с риском ESCC ( P &
л; 0,05) (таблица 1). Десять генов были связаны с риском GC, в том числе FYN
, MAPK8
, MAP2K4
, GNAI3
, MAP2K1
, TLN1
, PRLR
, PLCG2
, RPS6KB2
, и PIK3R3
( P &
л; 0,05) (таблица 2). Среди GC-ассоциированных генов, GNAI3
, MAP2K1
, FYN
и MAPK8
были связаны с ВКА, и , TLN1
, RPS6KB2
, MAP2K4
и PIK3R3
были связаны с GNCA ( P
&л; 0,05 ). Мы также определили несколько дополнительных генов, связанных только с ВКА ( TGFa
, RASA1
, JAK2
, HSP90AA1
, DLG4
и CHRNE
) или GNCA ( Nedd4
, PTK2
, HBEGF
, CHRNA1
), но не с общей GC. Гены с наиболее сильными ассоциациями были GNAI3
для ККСЭ ( P
= 8,17 × 10 -3), FYN
для полного GC ( P
= 2,63 × 10 -3), GNAI3
для ВКА ( P
= 4,50 × 10 -3), и MAPK8
для GNCA ( P
= 3,79 × 10 -3), но ни один не превысил Бонферрони установленного порога ( P = 3,94
× 10 -4, 0.05 /127 генов ) (Таблица S1). Среди изученных генов, GNAI3
и CHNRE
были связаны как с ККСЭ и ВКА. Наиболее значительным SNP в GNAI3
была одинаковой для ККСЭ и GCA (rs1434285), но наиболее значимые ОНП в CHRNE
были различны для ККСЭ (rs8081611) и GCA (rs3760490), и эти два ОНП не были в высокой LD (г 2 = 0,007).
<р> анализ пути уровня выявили статистически значимую связь общего пути EGFR с GC риска ( P = <бр> 2.16 × 10 -3), но не с ЕШКО риска ( P
= 0,72). Тем не менее, объединение не было статистически значимым для обоих GCA ( P =
0,12) или GNCA ( P
= 0,097).
<Р> Ассоциации SNP уровня приведены в таблице 3. Хотя ни один из ОНП не превысил уровень значимости после коррекции для множественных сравнений при пониженной порога 0,001, rs1884361 ( нейрегулин-3
) была связана с риском ESCC и rs9387033 ( FYN
), rs9788973 ( MAP2K4
), rs7187863 ( PLCG2
) и rs7720677 ( PRLR
) были связаны с GC риском. Мы также выявили корреляцию для rs549386 ( TGFa
) с ВКА, а также корреляции для rs16947307 и rs9923225 (как в WWOX
) с GNCA. В анализе подгрупп, мы не наблюдали значимых взаимодействий между ОНП и другими характеристиками у порога 0,001 (данные не показаны).

Обсуждение
<р> соматические мутации и измененная регуляция генов EGFR Тропинка есть широко вовлечены в развитие и прогноза рака пищевода и рака желудка [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [ ,,,0],15]. В противоположность этому, менее ясно, будет ли зародышевые генетические варианты в EGFR пути связаны с этими видами рака. Последние GWASs выявили многочисленные локусы риска, связанного с ККСЭ или GC, но до сих пор, не было никаких доказательств для ассоциации с генетическими вариантами в EGFR пути. Тропинка на основе подходы были разработаны для более эффективного использования генома данных, и они обладают потенциалом образуют новые выводы [33], [34]. Мы всесторонне оценивали гены в EGFR пути и риск ЕШКО и GC с использованием ARTP подхода. Хотя ни один из генов не встретил Бонферрони коррекции для множественных сравнений, при пороге 0,05, мы обнаружили, что несколько генов, а также общий EGFR пути, были связаны с риском GC. Результаты также предложили ассоциации между несколькими EGFR, связанных с генами и ESCC риска.
<Р> Мы определили пять генов значительно связаны с риском ESCC. Среди них, GNAI3
и CHRNE
были значительными в обоих ККСЭ и ВКА, но не в GNCA. GNAI3
в 1p13.3 кодирование гуанин нуклеотид-связывающий белок G (K) субъединицы альфа, был самым значительным ген ККСЭ, а также коррелирует с риском GC, в частности ВКА. Гуанин нуклеотидных-связывающие белки (G белки) участвуют в качестве модуляторов или преобразователей в различных сигнальных трансмембранный путей. Одно исследование показало, предыдущая связь между rs11184738 ( PRMT6
, расположенный в 1p13.3) и ESCC риска в GWAS сканирования, но не на стадии проверки [28]. GNAI3
находится в 2,3 Мбит вниз по течению от PRMT6
, а верхний SNP в GNAI3
(rs1434285) не была в высокой LD с rs11184738 в нашем наборе данных GWAS (г 2 &л; 0,01). CHRNE
в 17p13.2 кодирования ацетилхолина предшественника рецептора субъединица эпсилон, коррелирует с риском как ККСЭ и ВКА, но не с GC в целом. Один GWAS сообщил, что rs17761864 ( SMG6
, расположенный в 17p13.3) был связан с риском ККСЭ [32], но SMG6
расположен более чем в 2,5 Мбит вниз по течению от CHRNE
.
<р> Десять генов были связаны с GC риском в нашем исследовании. FYN
в 6q21 был самым значительным в ген GC в целом, но был связан только с ВКА, а не с GNCA. FYN белок относится к ассоциированных с мембранами Src-тирозин-киназы семейства и играет ключевую роль в клеточной адгезии, пролиферации и апоптоза [37]. MAPK8
в 10q11 был самым значительным ген GNCA и был также связан с ВКА. MAPK8 является членом митоген-активированной протеинкиназы и участвует в клеточной пролиферации, дифференцировки, апоптоза и транскрипции. Последние пути на основе исследования показали, что MAPK8
была связана с раком прямой кишки и поджелудочной железы [38], [39].
<Р> Так как стандартные однолокусные методы могут пропустить ОНП с умеренной величиной эффекта мы использовали передискретизации на основе метода ARTP, который объединяет сигналы об ассоциации через отдельных полиморфизмов в гене, чтобы вычислить ассоциации генов на уровне. В дополнение к указанным выше выделены гены, наши результаты свидетельствуют о том, что некоторые другие гены были также связаны с риском GC или ККСЭ, даже если отдельные ОНП в этих генах, не сообщалось в предыдущих исследованиях GWAS. Мы также обнаружили существенные гены в анализе гена уровня, для которых отдельные ОНП не были значительными в заранее определенный порог для анализа SNP уровня, что подчеркивает необходимость более комплексного понимания генетических взносов, чем перспектива SNP уровня только .
<р> Наши результаты являются биологически правдоподобным. Семейство EGFR было обнаружено, усиливает свою активность и является мишенью соматических мутаций в уги рака, и клинические испытания показали улучшенный прогноз рака для лечения, ориентированных на семью EGFR [4], [6], [7]. Предыдущие исследования также сообщили о роли вниз по течению сигнализации генов семейства EGFR в уги рака. В одном из недавних докладе указывалось, что путь МАРК был обычно стимулируется в пищеводно рака после активации RTKs [13]. Второе исследование показало, что онкогенными CagA способствовало GC риск, активируя сигнальные пути ERK [15].
<Р> Предыдущий GWASs показали генетические варианты в PLCE1
как общие восприимчивость локусов для ККСЭ и ВКА, но не для GNCA [24], [27]. В нашем анализе, мы обнаружили два гена значимых для ККСЭ и ВКА, но не для GNCA, далее предположить, что общий генетический механизм может способствовать развитию ККСЭ и ВКА.
<Р> В нашем исследовании мы использовали предварительное биологические знания систематически исследовать связь между генами в EGFR пути и риск ККСЭ и GC в популяции высокого риска в северо-центральной части Китая. Насколько нам известно, это первое исследование, чтобы всесторонне исследовать роль генетических вариаций генов пути в EGFR и риск UGI рака. Относительно большой размер выборки позволил нам оценить ассоциации для ESCC, GC в целом и на анатомических участках с разумной силой. Мы также признаем, однако, ограничения нашего исследования. Во-первых, у нас не было никакой информации о хеликобактерной
( H. Пилорусов
) инфекции [40], что может быть проблемой особенно для анализа GNCA. Тем не менее, недавний опрос среди NIT образцов плазмы показал преобладание H. Pylori
сероположительность 96,6% среди GNCA, 95,8% среди ВКА, и 93,9% в контрольной группе (неопубликованные данные), используя мультиплекс анализа с H. Pylori
положительности определяется как три или более антигенов является положительный результат [41]. Хотя мультиплекс метод, как правило, более чувствительны, чем традиционные ELISAs, это серологическое исследование показало очень высокий H. пилори
уровень инфекции в этой области, даже в контрольной группе, предполагая, что наши результаты были менее вероятно, будут сильно искажены отсутствием информации о H. пилори
инфекции. Во-вторых, дальнейшее репликаций в независимых популяциях необходимы, чтобы определить, если ассоциации, которые мы наблюдали между EGFR генов пути и риск ККСЭ и GC реальны. В-третьих, предопределенные EGFR путь, который мы тестировали не может представлять все функционально связанных генов EGFR из-за ограничений в области современных знаний. В-четвертых, дальнейшее обобщаемость к другим группам населения требует осторожности, так как наше исследование было проведено только среди высокого риска китайцев хань.

В заключение, наше исследование выявило значимые связи между зародышевых генетических вариаций общей EGFR пути и нескольких индивидуальных сигналов гены и риск GC, а также отдельные гены и риск ККСЭ, что указывает на возможную роль генов EGFR пути в развитии UGI видов рака. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения ассоциации в независимых популяций и изучить основные биологические механизмы.

Поддержка Информация
таблице S1.
Ассоциации между всеми генами EGFR пути и риск пищевода плоскоклеточного рака и аденокарциномы желудка
DOI: 10.1371. /journal.pone.0068999.s001
(DOCX)
Таблица S2.
идентификаторы NCBI dbSNP, расположенные гены и хромосомы ОНП, включенных в исследование
DOI:. 10,1371 /journal.pone.0068999.s002
(DOCX)
Таблица S3.
Характеристики участников исследования
DOI:. 10,1371 /journal.pone.0068999.s003
(DOCX)

• PLoS ONE: Валидация номограмме Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Предсказать болезньспецифическая выживаемость после R0 засе…
• PLoS ONE: пируваткиназа M2 играет двойную роль по регулированию /EGFR сигнализации EGF через Е-кадгерин-зависимым обр…