Abstract
Fundo
A população chinesa Hui, como o segundo maior grupo étnico minoritário na China, pode ter um fundo genético diferente do povo Han por causa de sua história demográfica única. Neste estudo, buscou-se identificar diferenças genéticas entre Han e Hui chinesa da região de Ningxia da China, comparando dezoito polimorfismos de nucleotídeo único em genes relacionados ao câncer.
Métodos
amostras de DNA foram coletadas 99 Hui e 145 Han pessoas da Região Autónoma Ningxia Hui na China, e SNPs foram detectadas utilizando uma ligase multiplex método de reacção de detecção melhorada. dados de genotipagem de seis mil amostras populacionais Genomas Projeto (99 residentes de Utah com ascendência do norte e da Europa Ocidental (CEU), 107 Toscani na Itália (TSI), 108 Yoruba em Ibadan (YRI), 61 de ascendência Africano no sudoeste dos Estados Unidos (ASW) , 103 chineses han em Pequim (CHB), e 104 japoneses em Tóquio (JPT)) também foram incluídos neste estudo. Diferenças na distribuição de alelos entre as populações foram avaliados através de χ
2 testes, e F
ST foi utilizado para medir o grau de diferenciação população.
Resultados
Encontramos que a diversidade genética de muitos SNPs nos genes relacionados com o cancro nos chinesa Hui em Ningxia foi diferente daquela em que os chineses Han em Ningxia. Por exemplo, as freqüências alélicas de quatro SNPs (rs13361707, rs2274223, rs465498 e rs753955) apresentaram distribuições diferentes genéticos (p 0,05) entre chineses Han Ningxia e chinês Ningxia Hui. Cinco SNPs (rs730506, rs13361707, rs2274223, rs465498 e rs753955) tiveram diferentes F
valores de ST (F
ST
0,000). Entre as populações Hui e Han
conclusões
Estes resultados sugerem que alguns SNPs associados com genes relacionados ao câncer variam entre os diferentes grupos étnicos chineses. Sugerimos que as diferenças populacionais devem ser cuidadosamente considerados na avaliação do risco de câncer e prognóstico, bem como a eficácia da terapia do câncer
Citation:. Tian C, Chen Z, Ma X, Yang M, Wang Z, Dong Y, et ai. (2015) Comparação de variantes genéticas em genes relacionados a câncer entre Hui chinesa e Han Populações. PLoS ONE 10 (12): e0145170. doi: 10.1371 /journal.pone.0145170
editor: Yifeng Zhou, Faculdade de Medicina da Universidade de Soochow, CHINA
Recebido: 10 de outubro de 2015; Aceito: 30 de novembro de 2015; Publicação: 18 de dezembro de 2015
Direitos de autor: © 2015 Tian 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
Disponibilidade de dados: Todos os dados relevantes estão dentro do papel
Financiamento:.. Este trabalho foi financiado pela National Science Foundation Natural da China (números de subvenção 81.460.434, 81.160.249 para WJY; https://www.nsfc.gov financiadores cn /.Os teve nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito
competir interesses:.. os autores declararam que não existem interesses conflitantes
Introdução
os estudos genéticos revelaram que diferentes populações têm diferentes estruturas genéticas por causa de suas histórias demográficas complexas [1]. Portanto, são esperadas diferenças genéticas em genes relacionados ao câncer de existir entre os diferentes grupos étnicos. essa diversidade de genes relacionados ao câncer podem resultar em diferenças na susceptibilidade câncer, sensibilidade à radioterapia e quimioterapia, bem como o prognóstico entre diferentes populações étnicas. Por exemplo, p53 é bem conhecido como o gene mais comummente mutado no cancro humano. Codão 72 do p53, localizada no exão 4, encontra-se entre os polimorfismos mais intensivamente estudados encontrados na região de codificação do gene TP53. A substituição de Arg (códon CGC) com Pro (CCC códon) no resíduo 72 (R72P) resulta em uma mudança estrutural da proteína [2]. Banks et ai. demonstraram a existência de diferenças bioquímicas e biológicas entre o Arg Pro e isoformas de p53 [3]. Vários grupos têm relatado uma associação entre a variante Arg p53 e aumento do risco de cancro epitelial, como câncer gástrico [4]. No entanto, outros estudos demonstraram a correlação oposto, com a variante de PRO (apoptótica menor) que corresponde a um aumento do risco de outros tipos de cancro tais como cancro da tiróide [5]. Beckman et ai. primeiro notou uma diferença significativa na frequência do alelo Pro entre uma população nigeriana (Black Africano) e uma população sueca (Europa Ocidental), com valores de 17% e 63%, respectivamente [3]. A frequência de p53 códon 72 alelos e haplótipos difere entre etnias, que pode ser a principal causa dos diferentes efeitos do p53 polimorfismo no códon 72 no risco de câncer em diferentes etnias [6].
Há 56 grupos étnicos na China. Han é a maior população de origem étnica, compreendendo 98% da população total da China. As populações de outros 55 grupos minoritários variar de milhares a milhões, e alguns dos grupos minoritários diferem substancialmente dos chineses han em termos de características morfológicas e genéticas. Por exemplo, a população uigur (UIG), o quinto maior grupo minoritário na China, difere significativamente dos chineses Han, em termos de características faciais e tem um componente genético Europeia cerca de 55% [7]. Hui chinesa, atrás apenas chinesa da Mongólia, é a segunda maior minoria étnica, com uma população de mais de 12 milhões. A maioria do povo chinês Hui vivem na região de Ningxia Hui Autónoma (doravante Ningxia), localizada no noroeste da China, responsável por um terço da população em Ningxia [8]. Foi proposto que os chineses Hui pode ter descendido de Ásia Central, árabe e comerciantes persas que vieram para a China durante o século 7. Portanto, as populações podem ser diferentes das Han chinês com respeito ao seu fundo genético. polimorfismos nucleotídicos singulares (SNPs) têm emergido como marcadores genéticos de escolha devido à sua elevada densidade e distribuição relativamente uniforme em todo o genoma humano, e os SNPs foram utilizados para o mapeamento fino do loci de doença e para estudos de associação de genes candidatos [9]. Várias investigações têm mostrado recentemente que existiam diferenças na susceptibilidade psicológica stress, suscetibilidade ao câncer e prognóstico do câncer entre Hui chinesa e Han Chinese [10,11,12]. No entanto, ainda há uma grande quantidade de obras precisavam ser feitas para finalmente revelar as diferenças genéticas entre esses dois grupos de pessoas. Neste estudo, foram selecionados aleatoriamente dezoito SNPs em genes relacionados ao câncer de avançar a compreensão das diferenças genéticas entre Hui e Han Chinese da região de Ningxia da China.
Sujeitos e Métodos
2.1 Variação genética dados
Todos os indivíduos eram da região de Ningxia Hui Autónoma na China. Um total de 99 indivíduos Hui foram selecionados a partir do centro de exame físico de um hospital do município localizado na região de Ningxia Haiyuan da China. Um total de 145 indivíduos da etnia han foram selecionados a partir do centro de exame físico do Hospital Geral da Universidade de Medicina de Ningxia. Os critérios de inclusão foram: (1) Todos os sujeitos eram de Ningxia Hui Han ou residentes cuja ancestral nativo de estar lugares foram Ningxia Hui Região Autónoma e pelo menos três gerações de suas famílias, foram também as mesmas pessoas étnicas. (2) Todos os sujeitos foram provou ser fisicamente saudável por sua história, exame físico e exame clínico quando suas amostras foram coletadas. (3) Todos os sujeitos foram provou ser livre de tumores benignos ou malignos, tanto anteriormente e no presente, pela sua história, exame físico e exame clínico. Os dados demográficos, incluindo idade, sexo e álcool e tabaco foram obtidos utilizando uma pesquisa. Amostras de sangue foram coletadas de todos os assuntos para isolamento de DNA e genotipagem dos dezoito SNPs. Conset informado assinado foi obtido de cada participante. Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Ética Médica Revisão do University Medical Ningxia (Ningxia Região, China).
2.2 Genes Relacionados ao Câncer e SNPs seleccionados
Dezoito SNPs foram selecionados para a análise. Entre todos os SNPs, incluindo dez rs13042395, rs465498, rs753955, rs17728461, rs2274223, rs13361707, rs9841504, rs9485372, rs4488809, rs9934948 e foram relatados por GWAS a ser associada com o risco de cancro. Por exemplo, quatro SNPs associados com o cancro do pulmão estão localizados no
TP63
gene (rs4488809 em 3q28),
TERT Restaurant –
CLPTM1 L
gene (rs465498 em 5p15),
MIPEP Restaurant –
TNFRSF19
gene (rs753955 em 13q12), e
MTMR3 Restaurant –
HORMAD2 Restaurant –
LIF
gene (rs17728461 em 22q12). Dois SNPs relacionados ao câncer de esôfago estão localizados no
PLCE1
gene (rs2274223 em 10q23) e
C20orf54
gene (rs13042395 em 20p13). Dois SNPs relacionados ao câncer de mama estão localizados no
TAB2
gene (rs9485372 em 6q25) e
LOC100506172
(rs9934948 no cromossomo 16). Dois SNPs com efeitos independentes e associações de câncer gástrico significativas estão localizados no
PRKAA1
(rs13361707 em 5p13) e
ZBTB20
genes (rs9841504 em 3q13).
Outros oito SNPs , incluindo rs1042522, rs3176320, rs3829964, rs762624, rs4135234, rs730506, rs3829963, rs2395655 e, estão em p53 ou
CDKN1A
, ambas as quais desempenham um papel crítico na carcinogénese na via de p53. Por exemplo, apenas um SNP, rs1042522, está localizado no gene de p53 (em 17p13), que representa um dos genes de supressão tumoral mais estudados na biologia do cancro. Um grande número de estudos de associação genética têm relatado que rs1042522 é um fator de risco para doenças malignas humanos [3,13]. Sete dos SNPs restantes estão localizados na região promotora de
CDKN1A
gene (rs2395655, rs3176320, rs3829964, rs762624, rs4135234, rs730506 e rs3829963 em 6p21), seis dos quais foram analisadas por suas associações com a longevidade , carcinoma de células escamosas do esôfago ou cancro do pulmão, exceto rs3176320 [14,15,16,17].
2.3 extração de DNA e genotipagem
O DNA genômico foi extraído utilizando Qiagen kits de extração de DNA genômico (QIAGEN Inc., Valencia, CA, EUA). SNP genotipagem foi realizada utilizando um método de reacção de detecção ligase multiplex melhorado (iMLDR, Genesky Bio-Tech Cod., Ltd., Shanghai, China), como descrito anteriormente [18]. Os iniciadores e sondas de dez SNPs utilizados em reacções em cadeia de polimerase (PCRs) e reacção de detecção com ligase (LDR) foram listados em S1 Tabela, e os iniciadores e as sondas para os restantes oito SNPs usados em PCR e LDR foram as mesmas conforme anteriormente descrito [19].
Os dados Genotipagem de seis mil amostras populacionais Genomas Projeto (99 residentes de Utah com ascendência do norte e da Europa ocidental (CEU), 107 Toscani na Itália (TSI), 108 Yoruba em Ibadan (YRI), 61 pessoas de ascendência Africano no sudoeste dos Estados Unidos (ASW), 103 chineses han em Pequim (CHB), e 104 japoneses em Tóquio (JPT)) foram incluídos neste estudo. De acordo com duas referências por Xu et al. e Hu et al, baixamos os dados de genótipos de indivíduos de seis populações a partir do site Genomas Projeto 1000 (www.1000genomes.org) como controles [20,21]. Estes indivíduos derivam de três grupos populacionais diferentes que abrangem seis subpopulações: CEU e TSI como grupos europeus, YRI como representação dos africanos, ASW como Africano americanos, e CHB e JPT como grupos do Leste Asiático
2.4 estatística e genética de populações. As análises
O genótipo e freqüências alélicas foram obtidos por contagem direta. Diferenças na distribuição de alelos entre as populações foram avaliadas usando o χ
2 de teste. Todos os testes de significância foram bicaudais e foram consideradas estatisticamente significativas a p 0,05. Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) versão 17.0 software estatístico foi utilizado para as análises estatísticas. O F
valor ST, originalmente definida por Wright, foi introduzido como a correlação entre gametas escolhidos aleatoriamente a partir de dentro da mesma sub-população em relação a toda a população. F
ST pode ser pensado tanto como a proporção de diversidade genética devido ao alelo diferenças de frequência entre populações ou como as correlações entre alelos dentro das populações em relação a toda a população [22,23,24]. F
ST cálculos foram realizados utilizando Arlequin 3,5. O F
ST de SNPs foram calculadas de acordo com Weir e Cockerham [7]. O F
ST de um SNP foi de duas caudas e foram consideradas estatisticamente significativas a p . 0,05
Resultados
Nós investigamos um total de 244 indivíduos, incluindo 99 Hui e 145 Han assuntos. A Tabela 1 mostra as características demográficas, incluindo idade, sexo, cigarros fumar e beber álcool. Não houve diferenças significativas nos consumos de idade, sexo, e beber. Comparado com o povo Hui, no entanto, havia mais fumantes na população Han do que na população Hui (32,4% vs 16,2%).
Para identificar genes relacionados com o cancro que são altamente diferenciadas com respeito a freqüência do alelo entre os seis mil populações Genomas Projeto e as duas populações da região de Ningxia da China, um F
valor ST, uma medida de diferenciação genética, foi calculado para cada SNP para quantificar as diferenças entre as diferentes populações. Como mostrado na Tabela 2, todos os SNPs tinha diferente F
valores de ST entre as oito diferentes populações, 0,013-0,192, e todos os
P
valores foram inferiores a 0,05. Esta descoberta sugere que os genes relacionados com o cancro diferir substancialmente entre as populações estudadas.
A média F
valor de ST entre cada par de subpopulações para os dezoito locais SNP também foi calculado (Tabela 3) . O F
valores de ST entre CEU e TSI, YRI e ASW, e JPT e CHB variou 0,00440-0,00970, mostrando que havia pouca diferenciação genética entre quaisquer dois grupos europeus, dois grupos africanos, ou dois grupos do Leste Asiático. O valor médio F
ST entre CHB e chinês Ningxia Han foi 0,0000, que foi menor do que o valor entre Ningxia Hui e Ningxia Han (0,00363). No entanto, o F média
valor de ST entre dois grupos diferentes étnicos de pessoas entre os grupos europeus, grupos africanos, e dois grupos do Leste Asiático variou ,07961-0,16061, sugerindo que houve considerável diferenciação genética. Por exemplo, o F
valor médio máximo ST foi 0,16061 entre CEU e YRI, eo valor mínimo era de 0,07961 entre ASW e JPT. Descobrimos que o F média
valor de ST entre chineses Han Ningxia e CEU apresentou a maior diferenciação (0,10627) entre chineses Han Ningxia e as outras populações; Além disso, a média F
valor de ST entre chineses Han Ningxia e CHB apresentaram a menor diferenciação (0,00000), eo valor entre chineses Han e Hui de Ningxia foi entre o máximo eo mínimo (0,00363). Da mesma forma, em relação à diferenciação entre chineses Ningxia Hui e as outras populações, a F média
valor de ST entre chineses Ningxia Hui e YRI indicaram a diferenciação máxima (0,10129), ea média F
valor de ST entre chineses Ningxia Hui e CHB indicou a menos diferenciação (0,00108).
F
valores de ST também foram calculados para cada SNP para quantificar as diferenças entre as populações CHB, Hui e Han (Tabela 4). Dezoito SNPs apresentaram baixa F
valores de ST (F
ST≤0.004) entre a CHB e amostras chinesa Ningxia Han. Em contraste, o F
ST valores de cinco SNPs entre as populações de Hui e Han variou 0,000-0,050, sugerindo a existência de diferenciação genética entre as duas populações. A outra treze SNPs tinha F
ST valoriza ≤0.000 entre as duas populações (Tabela 4)
As informações distribuição dos alelos de dezoito anos SNPs entre os oito populações foi estatisticamente significativa (p 0,05). , como mostrado na Tabela 5. Por exemplo, o codão 72 p53 alelo (rs1042522) G revelou uma distribuição de 24,2% em CEU, 27,6% em TSI, 63,9% em YRI, 59,8% em ASW, 31,7% em JPT, 45,1% em CHB, 41,4% em chinês Ningxia Hui, e 44,5% em chinês Ningxia Han.
A freqüência do alelo e coordenadas físicas relativas dos dezoito SNPs são apresentados na Tabela 4. as freqüências alélicas de todos os dezoito os SNPs foram encontrados para ser altamente semelhante entre as amostras Ningxia Han e CHB chineses, mostrando nenhuma diferença significativa entre as duas populações (p 0,05). No entanto, quatro SNPs mostraram significativamente diferentes distribuições genéticas entre chineses Ningxia Hui e chineses Ningxia Han (p 0,05). Por exemplo, as frequências do rs13361707 T, rs2274223 G, e alelos rs465498 G em chinês Ningxia Hui (0,414, 0,131 e 0,121, respectivamente) foram significativamente menores do que aqueles em chinês Ningxia Han (0,545, 0,207 e 0,190, respectivamente) . A frequência do alelo rs753955 G em chinês Ningxia Hui (0,439) foi significativamente maior do que em chinês Ningxia Han (0,303), e as freqüências de outros catorze SNPs não apresentaram diferenças significativas entre chineses Ningxia Hui e chineses Ningxia Han (p 0,05).
Discussão
Molecular estudos de genética nas últimas décadas forneceram a base para a análise e análise das origens geográficas das populações humanas usando dados genéticos ancestral. Começando cerca de 100.000 anos atrás, os humanos anatomicamente modernos migraram para fora da África Oriental e gradualmente se espalhar para o sul da Ásia, Austrália, Europa, Ásia Oriental, e, eventualmente, das Américas. Todas as pessoas que vivem hoje são descendentes diretos desses seres humanos anteriores. Populações que vivem em diferentes partes do mundo de hoje exibem um pequeno número de diferenças genéticas devido à migração, mutação, deriva genética, a seleção natural, e isolamento reprodutivo [25].
Neste estudo, procurou-se investigar a padrão de diversidade de genes relacionados ao câncer entre Hui e Han Chinese da região de Ningxia da China para explorar as diferenças hereditárias entre as duas populações. Foram selecionados dezoito SNPs a partir de genes relacionados ao câncer para a análise. Nós usado pela primeira vez F
ST para medir o grau de diferenciação da população [26], e os nossos resultados sugerem que todos os SNPs dos genes relacionados com o cancro diferir substancialmente entre as oito populações. Além disso, todos
Resultados da F ST foram consistentes com as comparações de frequência de alelos entre as diferentes populações.
Em seguida, usamos médio
valores de F ST para investigar o padrão de diversidade de genes relacionados ao câncer entre os oito subpopulações com respeito aos dezoito sítios SNP. Descobrimos que havia pouca diferenciação genética entre quaisquer dois grupos asiáticos europeus, africanos ou do Leste, embora tenha havido notável diferenciação genética entre cada par de grupos étnicos acima mencionados.
A seguir, foi investigada a diferenciação genética entre CHB e chineses han em Ningxia. Os nossos dados indicam que as frequências de alelos de todas as dezoito SNPs foram muito semelhantes entre as duas populações. A população Han chinês é geralmente pensado para ser naturalmente dividida pelo rio Yangtze em dois grupos: os grupos do Sul Han e do Norte Han. Um estudo anterior mostrou que a diferença entre estes dois grupos de chineses han é maior do que entre uma determinada subpopulação e minorias étnicas no mesmo local [27]. Porque CHB e Ningxia chineses han estão ambos localizados no norte da China, a diferença genética entre CHB e Ningxia chineses han deve ser menor do que entre os grupos do Sul Han e do Norte Han.
O nosso estudo revelou ainda que as freqüências alélicas de quatro SNPs diferenciado Ningxia Hui chinesa de Ningxia chineses Han, indicando que houve alguma diferenciação genética na distribuição de quatro SNPs a partir de genes relacionados ao câncer entre chineses Ningxia Hui e Han. Entre quatro SNPS, rs753955 SNP tinha sido relatado para ser associado com câncer de pulmão em população chinesa Han por GWAS. Também foi descoberto rs753955 SNP estar relacionada com cancro gástrico não-cárdia em chinês Ningxia Han em nosso estudo anterior [19]. No entanto, as suas associações com câncer em pessoas Ningxia Hui ainda não estão claros. O grupo de etnia chinesa Hui descendentes de imigrantes muçulmanos árabes e persas que vieram para a China e se casou com centenas meninas locais ou mesmo milhares de anos atrás [28]. No entanto, Hui pessoas aderem aos princípios islâmicos [29]. Para manter a pureza religiosa e identidade de grupo, a maioria das pessoas Hui sempre isolado-se socialmente com outras pessoas em enclaves. práticas de casamento Hui tendem a endogamia em todos os aspectos, especialmente na parte rural de Ningxia. Portanto, a população Hui é religiosa e culturalmente conservadora [30]. Consequentemente, nossos resultados mostram que a distribuição de frequências de alelos de quatro SNPs em alguns genes relacionados com o cancro nos Ningxia Hui chinesa é diferente daquela em Ningxia chineses Han, indicando que existem diferenças hereditárias entre Hui e chineses han em Ningxia. Shuhua Xu et al. sistemicamente investigou a influência da mistura sobre a diversidade de absorção, distribuição, metabolismo e excreção (ADME) genes responsáveis pela absorção da droga, distribuição, metabolismo e excreção em cinco populações minoritárias chineses do noroeste, ou seja, Tajik, uigur, cazaque, quirguiz e Hui. Eles descobriram que as populações chinesas noroeste apresentaram diferenças significativas em alguns genes ADME comparação com chineses han [31]. Portanto, tanto o trabalho de Xu e nossa pesquisa indicam que Hui chinesa são diferentes da população chinesa Han em relação à sua base genética. Estudos anteriores demonstraram que o fundo diversidade genética pode resultar em diferenças no espectro da doença. Por exemplo, em dois grandes estudos da Coreia e da China, Pro /Pro no códon 72 do p53 (rs1042522) foi encontrado para ser associado com câncer de cólon; as respectivas frequências do alelo Pro nos casos e controles foram 34,0% e 36,4% em coreanos e 50,3% e 39,6% em Chinês [32]. Em dois estudos maiores, um com 442 casos e 904 controles nos Estados Unidos, a frequência do alelo Pro nos casos e controles foi de 27,4% e 25,5%, respectivamente [2]. Outro estudo com 352 casos e 316 controles em Espanha mostrou frequências de alelos Pro em casos e controles de 24,0% e 21,0% e não encontraram nenhuma associação entre o p53 polimorfismo no códon 72 eo risco de cancro colo-rectal [33]. Esses resultados evidenciam que a etnia é um fator crítico na distribuição de frequências de alelos, que pode vir a afetar espectro de câncer de uma pessoa. Estes resultados têm implicações significativas ao avaliar a suscetibilidade ao câncer, sensibilidade à radioterapia e quimioterapia, e prognóstico em Hui e chineses han.
Conclusões
Os nossos resultados mostraram pela primeira vez que Hui chinesa em Ningxia diferenças de exposição em determinados genes relacionados ao câncer em comparação com chineses han em Ningxia. Portanto, sugerimos que as diferenças populacionais na susceptibilidade ao câncer, a eficácia da terapia de câncer, e prognóstico deve ser cuidadosamente considerada. No entanto, existem algumas limitações ao nosso estudo, como o pequeno tamanho da amostra, o pequeno número de marcadores genéticos, ea localização geográfica muito limitada. Além disso, embora tenhamos investigou as associações entre alguns dos SNPs e câncer na população Ningxia Han [19], não foi possível comparar ainda mais as associações entre os polimorfismos genéticos e câncer entre as populações Hui e Han, devido à falta de amostras de cancro de pessoas Hui, que permitirá aumentar significativamente este trabalho. Portanto, pesquisas adicionais são necessárias para continuar a identificar as diferenças genéticas entre as populações Hui e Han.
Informações de Apoio
Tabela S1. Os iniciadores para reação em cadeia da polimerase (PCR) e probers para LDR
doi: 10.1371. /Journal.pone.0145170.s001
(DOC)
Reconhecimentos
Agradecemos a todos dos participantes deste estudo.