PLOS ONE: Effekter av PSCA Variation på magsår Susceptibility

Abstrakt

Magsår är en av de vanligaste gastrointestinala besvär med komplexa etiologi. Nyligen genomförde vi genomet breda associationsstudie för duodenalsår och identifierade sjukdomskänslighetsvariationer vid två genetiska loci som motsvarar Prostate stamcellantigen
( PSCA
) genen och ABO blod grupp sex ( ABO
) genen. Här har vi undersökt ett samband mellan dessa variationer med magsår i två japanska fall-kontrollprovuppsättningar, totalt 4.291 magsårs fall och 22,665 kontroller. Som ett resultat, en C-allelen av rs2294008 på PSCA
ökade risken för magsår med odds ratio (OR) på 1,13 ( P
värde av 5,85 x 10 ^{-7 ) i en tillsats modell. Å andra sidan, SNP rs505922 på ABO
uppvisade inkonsekventa resultat mellan två kohorter. Vår slutsats innebär närvaro av den gemensamma genetiska varianten i patogenesen av gastriska och duodenalsår}

Citation. Tanikawa C, Matsuo K, Kubo M, Takahashi A, Ito H, Tanaka H, ​​et al. (2013) Effekten av PSCA
Variation på magsår Känslighet. PLoS ONE 8 (5): e63698. doi: 10.1371 /journal.pone.0063698

Redaktör: Giuseppe Novelli, Tor Vergata universitetet i Rom, Italien

Mottagna: 12 november 2012, Accepteras: 7 april 2013, Publicerad: 21 maj, 2013

Copyright: © 2013 Tanikawa et al. Detta är en öppen tillgång artikel distribueras enligt villkoren i Creative Commons Attribution License, som tillåter obegränsad användning, distribution och reproduktion i alla medier, förutsatt den ursprungliga författaren och källan kredit

Finansiering:. Den Aichi del av studien stöddes av ett bidrag-i-stöd från ministeriet för utbildning, kultur, sport, vetenskap och teknik i Japan [prioriterade områdena cancer (nr 17.015.018) och innovativa områden (nr 221S0001)] och från ministeriet för hälsa, välfärd och arbetena av Japan [H24-3-G002 och H23-Application (cancer) -G002]. Finansiärerna hade ingen roll i studiedesign, datainsamling och analys, beslut att publicera, eller beredning av manuskriptet

Konkurrerande intressen:.. Författarna har förklarat att inga konkurrerande intressen finns

Introduktion

magsår är den vanligaste sjukdomen i mag-tarmkanalen med symptom som illamående, kräkningar och buksmärtor, och ibland orsakar blödningar och perforation med akut peritonit. Livstidsprevalens för magsår är 10-15% i japanska och 4-10% hos kaukasier [1] - [3]. Cirka 70% av magsår patienter och 90% av duodenalsårspatienter är förknippade med H. pylori
infektion [4]. Eftersom utrotning av H. pylori Musik av antibiotika i kombination med proton pomp-hämmare effektivt kan bota magsår [5], H. pylori
visas vara den största orsaken till magsår. Även om nästan 50% av individer på jorden är infekterade med H. pylori,
de flesta av dem fortfarande asymtomatisk indikerar att det kliniska resultatet efter H. pylori
infektion varierar kraftigt mellan individer. Dessa interindividuella skillnader påverkas av olika faktorer, bland annat bakterier subtyper, värdsvar och deras interaktion. Duodenalsår främja gen A
( Dupa
) i H. pylori
indikerades att inducera interleukin (IL) -8, som ökar risken av duodenalsår och minskar risken för magcancer [6], [7]. Icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) och rökning är kända riskfaktorer för magsår [8], [9]. Utöver dessa bakterie och miljöfaktorer, hade värd genetiska faktorer varit inblandad ha några roller i risken för magsår. Proband-visa konkordans hastighet av magsår hos monozygota tvillingar var så hög som 23,6% medan den i tvåäggstvillingar var 14,8%. Flera kandidatgen metoder avslöjade möjligt samband mellan genetiska variationer i IL-6
, IL-8
, IL-10
[10], TNF
, LTA
[11], och COX1
[12] med magsår risk.

i vår tidigare genomet bred sammanslutning studie (GWAS) av duodenalsår använder totalt 7,035 fall och 25,323 kontroller identifierade vi betydande sammanslutning av genetiska variationer på PSCA
( prostatastamcellantigen
) och ABO
blodgrupp med duodenal magsår [13]. C-allelen av rs2294008 på PSCA
ökade risken för duodenalsår (oddskvot (OR) av 1,84 med P
värde av 3,92 x 10 ^{-33) i en recessiv modell , medan den minskade risken för magcancer (eller 0,79 med P
värde av 6,79 x 10 -12) som tidigare rapporterats [14]. Våra funktionella analyser avslöjade att T-allelen av SNP rs2294008 skapar en uppströms translationell startkoden och lägga till de signalpeptidsekvenser vid N-terminala delen, vilket resulterar i förändring av proteinets subcellulära lokalisering från cytoplasman till cellytan. SNP rs505922 på ABO
var också förenad med duodenalsår i en recessiv modell (eller 1,32 med P
värde av 1,15 x 10 -10). Eftersom H. pylori
infektion och icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel inducerar gastroduodenalt mucosal skada som skulle orsaka duodenal och magsår, undersökte vi roll varianter i PSCA Köpa och ABO
gener magsår risk bland japanska befolkningen.}

Resultat

totalt 4.291 magsårs fall och 22,665 kontroller utan tidigare historia av duodenalsår eller kontinuerlig NSAID intag rekryterades från biobank Japan och Aichi Cancer Center (tabell 1). Vi genotypas sedan SNP rs2294008 och rs505922 i två prov fall-kontrolluppsättningar och undersökte samband med magsår i tre genetiska modeller (additiva, recessiv och dominant modell) (tabell 2). För att öka den statistiska kraften i denna studie använde vi patienter med antingen 22 sjukdomar som kontrollprover. Därför har vi utvärderat feltolkning på grund av sjukdom mix kontrollprover som används i denna analys. SNP rs2294008 och rs505922 visade inte signifikant samband mellan case-mix kontroller (n = 19,884) och friska försökspersoner (n = 2,781) (tabell S1). Dessutom hade båda SNP inte visar signifikant avvikelse från HWE (Hardy-Weinberg jämvikt) i varje sjukdomsgrupp. Därför sjukdom mix kontroller verkar inte i hög grad påverka föreningens resultat i vår analys.

Resultatet av förening analyser visade att magsår patienter hade en högre frekvens av C-allelen vid rs2294008 än kontrollgruppen i båda uppsättningarna (39,7 % vs 36,9% och 40,1% mot 37,0%, respektive). En metaanalys av de två studierna visade signifikant samband av rs2294008 i en additiv modell utan tecken på heterogenitet (P = 5,85 × 10 ^{-7 med OR 1,13), även om föreningen inte var statistiskt signifikant bland Aichi Cancer Center kohort förmodligen på grund av mindre provstorleken. Riskalleler (C allel vid rs2294008) i de två provuppsättningar överensstämde mellan tolvfingertarmen och magsår, vilket indikerar betydelsen av PSCA
variation som vanliga genetiska faktorer för magsår. Men effekten av denna variation på magsår risk var inte lika stark som de på tolvfingertarmen tidigare rapporterats [13].}

Å andra händer, SNP rs505922 gav motsägande resultat mellan två kohorter. En T-allelen av rs505922 ökad magsår risk i alla tre genetiska modeller i biobanken Japan kohort. Emellertid, magsår patienter uppvisade lägre frekvens (53,5%) av en T-allel än de friska kontrollpersonerna (55,1%) i Aichi Cancer Center kohorten. Därför är ytterligare associationsanalys nödvändig för att avgöra vilken roll ABO
variationer på magsår känslighet.

Eftersom vi har genotypning resultat av 1.862 magsårs fall och 17,482 kontroller analyseras av Illumina Human Hap610- Quad Genechip genomförde vi hela genomet screening med hjälp av dessa provuppsättning. Även 62 SNP uppvisade suggestiva associationer med P
värden mindre än 1 × 10 ^{-4, ingen SNP rensas genomet bred betydande tröskel (Tabell S2 och figur S1). Således gjorde vår provuppsättning inte har tillräcklig statistisk kraft för att upptäcka magsår känslighet loci av GWAS.}

Vi undersökte också föreningen av tidigare rapporterade gener med magsår (tabell 3). Vi valde 32 SNP på fem genloci som hade genotyp av Illumina Human Hap610-Quad Genechip. Som ett resultat, två loci på LTA
och PTGS1
indikerade suggestiv association (P = 1,64 x 10 ^{-3 och 0,0376), även om dessa föreningar var inte statistiskt signifikanta efter Bonferronis korrektion ( P Hotel < 0,00156 = 0,05 /32). Således ytterligare analyser är nödvändiga för att klargöra vilken roll dessa variationer på magsår.}

Diskussion

Utvecklingen av magsår bestäms av samspelet mellan magsyrautsöndring och slemhinnor motstånd, men deras underhuggare patogenes är inte helt klarlagd. Gastric slem, en gelé material som utsöndras av mag slemhinnor celler, fungerar som ett orörd skikt genom vilka spridningen av syra och pepsin reduceras. Vi finns här att variationen i PSCA
genen var signifikant associerad med magsår. PSCA identifierades initialt som ett tumörantigen som uttrycks kraftigt i prostata, urinblåsa, och pankreascancervävnader [15], [16]. Eftersom tumörceller som behandlats med anti-PSCA-antikroppen uppvisade ett tillväxt undertryckande effekt [17], [18], är cellytan-PSCA anses spela en viktig roll vid cellproliferation. Däremot var nedreglering av PSCA i mag- och matstrupscancer vävnader också rapporterats [19], [20]. Således rollen av PSCA i karcinogenes är fortfarande kontroversiell [21]. Dessa olika effekter av PSCA mellan olika cancertyper kan delvis förklaras av effekten av genetisk variation. Individer som bär T-allelen vid rs2294008 uttrycker PSCA-proteiner med en ytterligare fragment av nio aminosyror vid den N-terminala delen [13]. Å andra sidan, individer som bär C-allelen vid rs2294008 uttrycka en kortare PSCA-protein som saknar signalpeptiden och förutsägs vara lokaliserade i cytoplasman utan glykosylering [22]. Vi fann också att det cytosoliska kortare PSCA-proteinet var mer mottagliga för proteasomal nedbrytning än den långa PSCA-protein på cellytan. Eftersom PSCA-härledda peptider rapporterades vara ett mål för T-cellsbaserad immunoterapi för avancerad prostatacancer [23], skulle den kortare PSCA-protein orsaka aktivering av CD4-positiva och /eller CD8-positiva T-celler och därefter främja epitelial mucosal skada [24]. I motsats härtill kan den långa PSCA-protein vid cellytan lätta mukosal reparation genom att förstärka epitelcellproliferation. Vidare har T-allelen av SNP rs2294008 visat sig vara associerade med högre mRNA och proteinuttryck [25]. Således effekten av PSCA på magsår och cancer skulle kunna regleras av PSCA
variation.

H. pylori
spelar en viktig roll i utvecklingen av magkatarr, magsår och magcancer, och utrotning av H. pylori
har visats reducera återkomst av magsår [26] och förhindra uppkomsten av magcancer [27]. Eftersom vertikal överföring under barndomen är den huvudsakliga smittkällan, familjehistoria av H. pylori
infektion eller H. pylori
-relaterade sjukdomar är en riskfaktor för H. pylori
infektion [28] - [30]. Dessutom avslöjade senare ackumulerade bevisen ett antal riskfaktorer för magcancer (T-allelen vid rs2294008, blodgrupp A, minskad magsyra, intag av protonpumpshämmare /H _{2-blockerare och CagA
i H. pylori
[31]) eller magsår (C-allelen vid rs2294008, blodgrupp O, NSAID intag, Dupa
i H. pylori
) [32 ]. Dessutom CYP2C19
genotyp associerades med svaret att tredubbla anti- H. pylori
behandling inklusive protonpumpshämmare [33]. Visade dock vår tidigare analys att SNP rs2294008 och rs505922 inte förknippas med H. pylori
prevalens [13]. Tar ovanstående information beaktas, skulle uppskattningen av sjukdomsrisk och läkemedlets effektivitet gör det möjligt för oss att bestämma lämplig behandlingsprotokoll för H. pylori
bärare.}

Här fann vi att PSCA
variant var signifikant associerad med magsår. I vår tidigare analys, gjorde PSCA variation inte förknippar med H. pylori
prevalens [13]. Eftersom H. pylori
infektion i samband med många sjukdomar såsom MALT lymfom [34], idiopatisk trombocytopen purpura [35], atrofisk gastrit [36], och NSAID-inducerad magsår, är det mycket intressant att utvärdera effekten av PSCA
variation på dessa sjukdomar. Vi hoppas att våra resultat skulle bidra till att klarlägga sjukdoms patogenes samt inrättandet av personliga medicinska behandlingar i framtiden.

Metoder

Etik Statement

Detta forskningsprojekt godkändes av etiska kommittéer vid University of Tokyo, RIKEN, och Aichi Cancer Center. Alla deltagare förutsatt skriftligt informerat samtycke som har godkänts av de etiska kommittéerna vid universitetet i Tokyo och Aichi Cancer Center.

Studiedeltagare

De demografiska uppgifter om studiedeltagare är sammanfattade i Tabell 1. Totalt av 3,866 magsår patienter och 20,791 magsår negativa kontroller erhölls från biobank Japan som inleddes 2003 med finansiering från ministeriet för utbildning, kultur, sport, vetenskap och teknik, Japan [37]. I Biobanks Japan Project, var DNA och serum hos patienter med 47 sjukdomar som samlats in genom att samarbeta nätverk av 66 sjukhus i hela Japan. Listan över deltagande sjukhusen visas i följande webbplats (http://biobankjp.org/plan/member_hospital.html). Totalt 425 magsårs fall och 1,874 friska kontroller erhölls från Aichi Cancer Center. Diagnosen magsår baserades på kliniska, endoskopiska och histologiska funktioner. Lista över sjukdoms-mix kontrollprover användes i denna studie visas i tabell S1. Vi exkluderade patienter med duodenalsår eller magcancer från båda fallen och kontrollerna. Avreglering av PSCA rapporterades i många typer av malignitet, såsom prostata, bukspottkörtel, lunga, urinblåsa, mag-, kolangiokarcinom och matstrupscancer [14] - [16], [20], [38], [39]. Dessutom ABO
locus har tidigare visat sig vara associerade med olika sjukdomar såsom hjärtinfarkt och cancer i bukspottskörteln [40], [41]. Därför utesluts vi patienter med dessa sjukdomar från fall mix kontroller. Vi har också vägrat ämnena med kontinuerlig NSAID-intag.

SNP genotypning

Genotypningstekniker plattformar som används i denna studie visas i Tabell 1. Totalt 1.862 magsårsfall och 20.791 magsår negativa kontrollprover genotypanalyserades med Illumina Human Hap610-Quad eller med Human Hap550v3. De andra proverna genotypas av Invader analyssystem (Third Wave Technologies, Madison, WI) eller Taqman analys.

Statistisk analys

Föreningen av SNP rs2294008 och rs505922 med magsår testades genom chi-två test. Oddskvoterna beräknades genom att betrakta skydds allelen som referens allelen. Föreningen av SNP genotypats av Illumina Human Hap610-Quad med magsår testades genom multivariat logistisk regressionsanalys på justering för ålder vid rekrytering och kön med hjälp av Plink [42]. Heterogenitet över två steg undersöktes av Cochran Q-test [43].

Bakgrundsinformation
figur S1.
Manhattan diagram som visar de genomomfattande P-värdena för föreningen. De P-värden erhölls genom logistisk regressionsanalys på justering för ålder och kön. Y-axeln representerar de -log10 P-värdena för 480,566 SNPs och deras kromosomala lägen visas på x-axeln
doi:. 10,1371 /journal.pone.0063698.s001
(TIF) Review Tabell S1 .
Genotyp frekvens av två SNP i sjukdoms mix kontroller
doi:. 10,1371 /journal.pone.0063698.s002
(DOCX) Review tabell S2.
Resultatet av associationsanalys av Magsår i GWAS
doi:. 10,1371 /journal.pone.0063698.s003
(DOCX) Review

Tack till

Vi vill att tacka alla patienter och medlemmarna i rotaryklubben i Osaka-Midosuji District 2660 Rotary International i Japan, som donerade sin DNA för detta arbete. Vi tackar också Ayako Matsui och Hiroe Tagaya (University of Tokyo), och teknisk personal på laboratoriet för genotypning utveckling, Centrum för Genomic medicin, RIKEN för deras tekniska support.

• Kliniska prövningar för magsår Disease
• PLOS ONE: den minskade Expression av Proangiogenic tillväxtfaktorer och deras receptorer i Gastric Sår av cirrospatienter