Abstract

Fundo

O cancro do pulmão é a principal causa de mortalidade por câncer na China. Dada a natureza ubíqua da interação gene-to-gene na carcinogênese de pulmão, buscou-se avaliar cinco polimorfismos comuns de receptor específico do produto final de glicosilação avançada (

RAGE

) e apurínico /apirimidínico endonuclease 1 (

APE1

) genes em associação com o câncer de pulmão entre os chineses han.

Métodos e resultados

819 pacientes com câncer de pulmão e 803 controles sem câncer foram recrutados a partir da cidade de Qiqihar. Genótipos de cinco polimorfismos analisados ​​(

RAGE

gene: rs1800625, rs1800624, rs2070600;

APE1

gene: rs1760944, rs1130409) foram determinados pelo método de reacção de detecção ligase. Os dados foram analisados ​​por redução software e multifatorial dimensionalidade R (MDR). Hardy-Weinberg estava satisfeito para todas as cinco polimorfismos. diferenças globais nas distribuições genotípicas e alélicas foram significativos para rs1800625 (P

genótipo 0,0005; P

alelo 0,0005), rs2070600 (P

genótipo = 0,005; P

alelo = 0,004) e rs1130409 (P

genótipo = 0,009; P

alelo = 0,004) polimorfismos. CAA haplótipo (alelos, a fim de rs1800625, rs1800624 e rs2070600) de

gene RAGE

foi acima da média nos pacientes, e conferiu um 2,1 vezes maior risco de câncer de pulmão (95% intervalo de confiança: 1,52-2,91), independente fatores de confusão. Além disso aplicação do método de MDR a cinco polimorfismos analisados ​​identificou o melhor global modelo de interação, incluindo rs2070600 e rs1130409 polimorfismos. Este modelo tinha uma precisão de teste máximo de 64,63% e uma consistência de validação cruzada máxima de 9 em cada 10 no nível de significância de 0,006.

Conclusões

Nossos resultados demonstraram uma potencial contribuição interativa de

RAGE Comprar e

APE1

genes para a patogênese do câncer de pulmão entre os chineses han. Mais estudos são necessários para confirmar ou refutar esses achados

Citation:. Pan H, Niu W, Ele L, Wang B, Cao J, Zhao F, et al. (2013) papel contributivo de cinco polimorfismos comuns de

RAGE

e

APE1

Genes no câncer de pulmão entre os chineses han. PLoS ONE 8 (7): e69018. doi: 10.1371 /journal.pone.0069018

editor: Giuseppe Novelli, da Universidade Tor Vergata de Roma, Itália |

Recebido: 07 de março de 2013; Aceito: 02 de junho de 2013; Publicação: 11 de julho de 2013

Direitos de autor: © 2013 Pan et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. Este trabalho foi apoiado pelo National Natural Science Foundation da China (31171353, 31271500), do Ministério da Ciência e Tecnologia da China (973 Programa: 2011CB504201), o Projeto do Departamento de Educação da Província de Heilongjiang (12.531.780), e do Projeto Abertura de Key laboratório de Anti-tumor Nature produtos R D, Colégio da Província de Heilongjiang. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito

CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

o cancro do pulmão é a principal causa de mortalidade por câncer na China, e sua prevalência crescente apresenta um desafio de saúde pública [1]. scans à escala genoma para desvendar as bases genéticas do câncer de pulmão, uma gama de proliferação de investigações para um local único para ter sido realizado; No entanto, nem um gene ou uma variante tem sido até agora confirmada uniformemente entre grupos étnicos. Uma razão convincente pode ser atribuída à falta de consideração da interação gene-to-gene, que é cada vez mais reconhecido como um componente onipresente na etiologia subjacente da maioria das doenças comuns [2]. Para lançar alguma luz sobre esta questão, que, neste estudo, com foco em dois genes candidatos, receptor específico de produto avançado final de glicosilação (

RAGE

) e apurínico /apirimidínico endonuclease 1 (

APE1

), para explorar sua associação interativa de defeitos genéticos comuns com o risco de câncer de pulmão.

Candidatura de

RAGE

e

APE1

genes para a carcinogênese de pulmão é baseado em fortes credenciais biológicos [ ,,,0],3] – [6]. Resumidamente, RAGE é um membro da superfamília das imunoglobulinas de moléculas da superfície celular [7].

In vivo

experiências sugeriram que ambos os níveis de expressão transcricional e translacional de raiva foram elevados no tecido pulmonar normal, especialmente no local de epitélio alveolar [8], mas foram inactivadas no tecido correspondente de pulmão de células não-pequenas pacientes com câncer [9]. RAGE foi relatado para prejudicar o estímulo proliferativo através de fibroblastos em células de câncer de pulmão [10], [11], apoiando um papel de RAGE na progressão do câncer de pulmão. APE1 é uma enzima crucial na carga da incisão de locais de base de ADN durante a reparação de excisão de bases, e funcionou como um estimulador para a actividade de ligação a ADN de muitos factores de transcrição responsáveis ​​pela promoção e progressão do cancro.

In vitro

knock-down de

gene APE1

foi observado para aumentar o efeito matança de hematoporphrphyrin terapia fotodinâmica mediada por derivado de células não-pequenas de câncer de pulmão de células [5]. Como as sequências genómicas de

RAGE

e

APE1

genes são altamente polimórficos, é de maior interesse para identificar qual o defeito genético (s) pode ter potencialidades funcionais para afectar a biodisponibilidade final destes dois genes e, assim, para a patogênese do câncer de pulmão.

para gerar mais informações, nós nos concentramos em cinco polimorfismos comuns de

RAGE

(rs1800625, rs1800624 e rs2070600) e

APE1

(rs1760944 e rs1130409) genes, e investigou o seu contributo individual e interativo para o risco de câncer de pulmão entre os chineses han.

Métodos

Estudo da População

Todos os participantes do estudo eram de Han ascendência chinesa, e residia na cidade de Qiqihar, província de Heilongjiang. Este foi um estudo de caso-controle de base hospitalar abrangendo 819 pacientes com câncer de pulmão e 803 controles sem câncer. O Conselho de Revisão Institucional da Universidade Medical Qiqihar aprovou este estudo, e cada participante forneceu consentimento informado por escrito no momento da inscrição.

Demográfico Informação

Os dados sobre idade, sexo, tabagismo, etilismo, doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC), e história familiar (dentro de três gerações) de câncer foram registrados de cada participante. DPOC foi diagnosticada de forma retrospectiva. O tabagismo foi definido como tabagismo atual de pelo menos um cigarro por dia durante os últimos três meses. Beber foi definida como tendo duas ou mais bebidas padrão por semana para homens e um ou mais bebidas padrão por semana para mulheres durante os últimos três meses.

Informações de diagnóstico

A tomografia computadorizada (TC) scans foram adotadas para diagnosticar a presença de cancro do pulmão, o que foi confirmado pelos médicos respiratórias superiores. Quando necessário, o diagnóstico foi confirmado por biópsia patológico. Os participantes com resultados normais tomografia computadorizada e sem história familiar de cânceres conhecidos foram tratados como controles sem câncer. O câncer de pulmão foi clinicamente classificados em câncer de células escamosas, adenocarcinoma, e câncer de pequenas células.

A genotipagem

amostras de sangue venoso (2-5 mL) foram coletadas em tubos de EDTA para extração do DNA genômico (TIANamp Kit de DNA do sangue) e subsequente genotipagem lote. Cinco polimorfismos examinados foram genotipados por as reacções de detecção de reacção-ligase em cadeia da polimerase (PCR-LDR) método. parâmetros de amplificação foram de 94 ° C durante 2 min, 35 ciclos de 94 ° C durante 15 s, 60 ° C durante 15 s, 72 ° C durante 30 s, e um passo de extensão final a 72 ° C durante 5 min. Duas sondas específicas e uma sonda comum foram sintetizados para cada polimorfismo. A sonda comum foi marcado na extremidade 3 ‘com 6-carboxi-fluoresceína e fosforilado na extremidade 5’. As condições de reacção de LDR foram de 94 ° C durante 2 min, 20 ciclos de 94 ° C durante 30 s e 60 ° C durante 3 min. Após a reacção, produtos de reacção de 1 mL LDR foram misturados com uma referência passiva e um tampão de carga uL uL ROX, e depois desnaturadas a 95 ° C durante 3 min e arrefeceu-se rapidamente em água com gelo. Os produtos fluorescentes de LDR foram diferenciadas com ABI sequenciador 377 (Applied Biosystems, EUA).

Análise Estatística

Os dados foram analisados ​​estatisticamente com o uso do software R open-source (versão 2.10) disponível em https://www.r-project.org ea redução multifatorial dimensionalidade (MDR) (versão 2.0), disponível em https://sourceforge.net/projects/mdr. Uma fonte de estudo priori foi estimada utilizando PS (Power e cálculos do tamanho da amostra) software (versão 3.0).

Unpaired t-teste e χ

2 de teste foram utilizados para comparar variáveis ​​contínuas e categóricas entre pacientes e controles , respectivamente. Hardy-Weinberg foi avaliada através de um teste goodness-of-fit. Análises de regressão logística foram adoptadas sob os pressupostos de aditivos, os modelos dominantes e recessivos para cada polimorfismo examinado. odds ratio (OR) e seu correspondente intervalo de confiança de 95% (IC) foram calculados para quantificar a associação dos genótipos com o risco de câncer de pulmão. A significância estatística foi fixado em P . 0,05

haplótipos e sua predição de risco foram calculados pelo software Haplo.stats desenvolvido pelo software R. Em detalhe, o programa haplo.em foi utilizado para estimar frequências; haplo.cc e programas haplo.glm foram utilizados para estimar OR e IC 95% de acordo com um modelo linear generalizado [12]. As diferenças nas frequências de haplótipos estimados entre os pacientes e controles foram baseados em valores P simuladas. estatísticas simulados são baseados em permutando aleatoriamente o traço e co-variáveis ​​e, em seguida computação das estatísticas de pontuação haplótipo. O haplo.em, haplo.cc e haplo.glm foram implementados utilizando o software Haplo.stats.

interações gene-para-gene foram realizadas pelo método de MDR. MDR é um não-paramétrico (ou seja, nenhuma hipótese sobre o valor de um parâmetro estatístico é feito) e livre de modelo (ou seja, não assume qualquer modelo de herança particular) alternativa de mineração de dados para a regressão logística clássica para detectar e caracterizar as interações não lineares entre variáveis ​​discretas [ ,,,0],13], [14]. A ideia geral por trás método MDR é que se reduz a dimensionalidade dos dados multilocus, reunindo as combinações de genótipos que podem ser definidos como de alto risco e de baixo risco, de acordo com a proporção de caso-controle para o genótipo multilocus específica [15]. Neste estudo, todas as combinações possíveis de uma a cinco polimorfismos foram construídos, e um classificador de Bayes no contexto de 10 vezes de validação cruzada foi usado para avaliar a precisão de teste de cada um melhor modelo. A única melhor modelo teve precisão testes máxima e máxima consistência de validação cruzada, e este último medido o número de vezes de 10 divisões de dados que o melhor modelo foi encontrado. A significância estatística foi avaliada utilizando um teste de permutação de 1000 vezes para comparar precisões de avaliação observados com aqueles esperados sob a hipótese nula de associação nula. testes de permutação corrigido para testes múltiplos repetindo toda a análise em 1000 conjuntos de dados que foram consistentes com a hipótese nula.

Resultados

características basais

As características basais da população do estudo são resumidos na Tabela 1. As distribuições de idade, sexo e história familiar de cânceres foram comparáveis ​​entre os doentes com cancro do pulmão e controles (P 0,05). Percentuais de fumantes (P 0,0005) e bebedores (P 0,0005), bem como a história da DPOC (P 0,0005), foram notavelmente maior em pacientes do que nos controles

Single-lócus de análise.

distribuições genotípicas e freqüências alélicas de cinco polimorfismos examinados, bem como a sua predição de risco sob vários modelos genéticos são apresentados na Tabela 2. Não há desvios de Hardy-Weinberg foram observados em ambos os pacientes e controles para todos os polimorfismos. No geral, houve diferenças significativas nas distribuições genotípicas e alélicas de rs1800625 (P

genótipo 0,0005; P

alelo 0,0005), rs2070600 (P

genótipo = 0,005; P

alelo = 0,004) polimorfismos em

RAGE

gene e rs1130409 (P

genótipo = 0,009; P

alelo = 0,004) polimorfismo no

APE1

gene, eo poder estudo estimou para detectar essas diferenças foi 94,2%, 81,6% e 81,3%, respectivamente.

em todos os modelos genéticos, os portadores do alelo mutante ou genótipo do rs1800625 polimorfismos e polimorfismos rs1130409 foram significativamente associados com o risco de câncer de pulmão, especialmente sob o modelo recessivo , mesmo após o ajuste para fatores de confusão. Com relação ao polimorfismo rs2070600, a significância foi apenas alcançada sob aditivo e modelos recessivos.

análise de haplótipos

Uma vez que

RAGE

e

APE1

genes são mapeados para diferentes cromossomas, análises de haplótipos foram realizadas separadamente para cada gene. frequências dos haplótipos e sua predição de risco para câncer de pulmão são apresentados na Tabela 3. As frequências do haplótipo mais comum em ambos

RAGE

(TTG, a fim de rs1800625, rs1800624 e rs2070600, P

sim = 0,315) e

APE1

(GG, a fim de rs1760944 e rs1130409, P

SIM = 0,084) genes foram semelhantes entre pacientes e controles. Comparados com os controles, haplótipo CAA no

gene RAGE

foi sobre-representados em pacientes (poder Estudo: 99,5%), e foi associado com um 2,1 vezes maior risco de câncer de pulmão (95% CI: 1,52-2,91) antes de de ajuste e um aumento do risco 2,15 vezes após o ajuste (IC 95%: 1,55-2,97). Não houve diferenças significativas nas frequências de haplótipos de

APE1

gene entre dois grupos.

Gene-to-gene Análise de Interação

Uma análise MDR exaustivo sobre o possível interacção de cinco polimorfismos examinados está resumida na Tabela 4. Cada melhor modelo foi acompanhada com a sua precisão de teste, a consistência de validação cruzada e nível significativo determinado por meio de testes de permutação. O melhor modelo global MDR abrangeu rs2070600 polimorfismo no

RAGE gene Comprar e rs1130409 no gene

APE1

. Este modelo tinha uma precisão de teste máximo de 64,63% e uma consistência de validação cruzada máxima de 9 em cada 10 no nível de significância de 0,006.

Discussão

Neste estudo, nós procuraram investigar a associação de cinco polimorfismos comuns a partir de dois genes candidatos com risco de câncer de pulmão em uma grande população Han chinesa envolvendo 1622 indivíduos. A descoberta mais notável foi que a interação entre genética

RAGE

e

APE1

genes pode conferir um aumento potencial do risco de câncer de pulmão, que foi reforçada pelos resultados de um único lócus e haplótipo analisa. Para conhecimento dos autores, este estudo representa a primeira medida para explorar o potencial interacção entre

RAGE

e

APE1

polimorfismos genéticos na predisposição ao câncer de pulmão.

Em vista do potencial candidatura biológica, os mecanismos para o envolvimento de RAGE e APE1 na carcinogênese de pulmão continua a ser elucidado. Uma busca da literatura revelou poucas evidências sobre a associação de

RAGE

gene polimorfismos com câncer de pulmão. Num estudo anterior por Schenk et ai [9], um polimorfismo do promotor (T-388A) em

genes RAGE

foi relatado para ser um local putativo de risco para o desenvolvimento de cancro do pulmão de células não-pequenas. Estendendo esta observação, que, em uma grande população chinesa Han, examinou três polimorfismos comuns em

gene RAGE

e descobriram que os portadores de genótipos mutantes de rs1800625 polimorfismo do promotor e de codificação rs2070600 polimorfismo no terceiro exão exibiram surpreendentemente aumento do risco de pulmão câncer, o qual foi ainda potenciado pelo nosso seguinte haplótipo analisa. Mais recentemente, uma revisão sistemática de 3491 pacientes com cancro do pulmão e 4708 controles detectou associação significativa de Asp148Glu polimorfismo (rs1130409) com câncer de pulmão, especialmente em populações asiáticas [16], de acordo com os resultados das análises nosso único lócus. Neste contexto, é razoável supor que os defeitos genéticos da

RAGE

e

APE1

genes pode aumentar o risco de desenvolver câncer de pulmão.

Embora a abordagem do gene candidato não puder substituir a estratégia de digitalização de todo o genoma em desvendar a arquitetura genética de doenças complexas, é uma estratégia essencial alternativa [17], particularmente quando a seleção de genes candidatos é sólida biologicamente, a população recrutada é relativamente grande e homogênea, e os métodos analíticos são sólidos. Como recomendado, o recrutamento de 1000 pessoas ou mais em cada grupo é necessária para produzir uma conclusão firme [18]. Apesar dos nossos tamanhos de amostra, abrangendo 819 pacientes e 803 controles não nos dá essa capacidade, dadas as grandes diferenças de distribuições genéticos, um cálculo de potência priori sugeriu que tinha poder mais de 80% para detectar polimorfismos significativos ou haplótipos de tamanhos de efeito realistas. Nomeadamente, no presente estudo, todos os sujeitos foram etnicamente homogênea e inscrito da província de Heilongjiang, onde a prevalência de câncer de pulmão é relativamente alta devido à poluição do ar interior dos fornos movidos a carvão sem ventilação. Além disso, não houve desvios do equilíbrio de Hardy-Weinberg para todos os polimorfismos analisados, excluindo a possibilidade de resultados tendenciosos por genotipagem com defeito ou a estratificação da população [19]. Outros dados de 1622 participantes do estudo foram analisados ​​com a consideração estatística das variáveis ​​de confusão tradicionais. Embora confusão residual por incompletamente medido ou pode existir co-variáveis ​​fisiológicas não medidos, parece improvável que os nossos resultados podem ser interpretados por confusão.

Para aumentar a probabilidade de identificar defeitos genéticos que causam doenças, que empregou uma promissora data-mining abordagem analítica, MDR, que é a natureza não paramétrica e genética livre de modelo no projeto [20]. Considerando a onipresença de interacções genéticas na patogênese de doenças complexas, a identificação e caracterização de genes suscetíveis ou variantes exigem um conhecimento profundo de interação gene-to-gene [21]. Usando modelo MDR, que provocou a dois polimorfismos, respectivamente, de

RAGE

e

APE1

genes com efeito interativo forte, reforçando os resultados de nosso single-loco e análises de haplótipos, e apoio de empréstimos para gene- -a interacção gene no desenvolvimento de cancro do pulmão. Portanto, o método de MDR pode representar o primeiro passo no fornecimento de pistas para orientar futuras pesquisas.

A interpretação dos nossos resultados, no entanto, deve ser visto à luz das várias limitações. Em primeiro lugar, este estudo foi retrospectivo em design, o que impede outras observações sobre a relação de causa-efeito [22]. Em segundo lugar, temos apenas focada em cinco polimorfismos comuns, e é incentivado a examinar mais polimorfismos, especialmente os polimorfismos de baixa penetrância de outros genes ao câncer susceptibilidade promissoras, tais como

PTGS2 Comprar e

CYP2E1

genes [23]. Mais importante ainda, porque o cancro do pulmão é uma doença multifactorial [24], a caracterização da interacção de polimorfismos de diferentes cromossomas é considerada como uma abordagem eficaz para elucidar a sua arquitectura genética. Em terceiro lugar, o método de MDR utilizado neste estudo tem algumas desvantagens incluindo underling intensidade computacional, interpretação indistinta, ausência de sensibilidade, e livre de heterogeneidade pressuposto [20], [25]. Em quarto lugar, o fato de que os nossos participantes do estudo eram de Han ascendência chinesa limita a generalização de nossos achados, pedindo mais uma confirmação em outros grupos étnicos.

Apesar dessas limitações, os nossos resultados demonstraram coletivamente uma contribuição potencial interativo da

RAGE

e

APE1

genes para a patogênese do câncer de pulmão entre os chineses han. No entanto, por razões práticas, esperamos que este estudo não permanecerá apenas mais um ponto final da pesquisa, em vez de um começo para estabelecer dados de base para investigar os mecanismos moleculares da

RAGE Comprar e

APE1

genes na carcinogênese de pulmão.