Αφηρημένο

Ο καρκίνος του προστάτη (PCA) είναι μια παγκόσμια νόσος που προκαλεί μεγάλο αριθμό θανάτων κάθε χρόνο. Πρόσφατες μελέτες έχουν υποδείξει η οδός /ΕΚΚ RTK θα μπορούσε να είναι ένα βασικό μονοπάτι για την ανάπτυξη του προστάτη. Ωστόσο, ο ακριβής συνεταιρίζεσθαι και του μηχανισμού εξέλιξης που βασίζεται παραμένουν ασαφείς. Αυτή η μελέτη διεξήχθη με συνδυασμό γονοτυπική και φαινοτυπική στοιχεία από την κινεζική κοινοπραξία για τον καρκίνο του προστάτη Γενετικής (ChinaPCa) με σχετικές βάσεις δεδομένων, όπως το Έργο HapMap και Genevar. Στην ανάλυση αυτή, η έκφραση της ανάλυσης γονιδίων ποσοτικών χαρακτήρων (eQTLs), η φυσική επιλογή και την ανάλυση μονοπατιού γονίδιο που βασίζεται ενεπλάκησαν. Η ανάλυση οδός επιβεβαίωσε τη θετική σχέση μεταξύ του προστάτη του κινδύνου και διάφορα βασικά γονίδια. Επιπλέον, σε συνδυασμό με τη φυσική επιλογή, φαίνεται ότι 4 γονίδια (EGFR, erbB2, ΡΤΚ2, και RAF1) με πέντε SNPs (rs11238349, rs17172438, rs984654, rs11773818, και rs17172432) ειδικά rs17172432, θα μπορούσε να είναι καθοριστική παράγοντες για την ανάπτυξη του ΣΕΣΣ. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η οδός RTK /ERK κάτω από τη φυσική επιλογή αποτελεί βασικό κρίκο του προστάτη του κινδύνου. Η κοινή δράση των γονιδίων και των τόπων με θετική επιλογή θα μπορούσε να είναι ένας λόγος για την ανάπτυξη του προστάτη. Η ενασχόληση με όλους τους παράγοντες που ταυτόχρονα θα μπορούσε να δώσει εικόνα για την πρόληψη και τη βοήθεια στην πρόγνωση της επιτυχίας των πιθανών θεραπειών για την PCA

Παράθεση:. Chen Υ, Xin Χ, Li J, Xu J, Yu Χ, Li T, et al. (2013) RTK /ERK Διαδρομή υπό Φυσικής Επιλογής σχετίζονται με τον καρκίνο του προστάτη. PLoS ONE 8 (11): e78254. doi: 10.1371 /journal.pone.0078254

Επιμέλεια: Antimo Migliaccio, ΙΙ Università di Napoli, Ιταλία

Ελήφθη: May 29, 2013? Αποδεκτές: 10 Σεπτεμβρίου του 2013? Δημοσιεύθηκε: 4 Νοεμβρίου, 2013

Copyright: © 2013 Chen et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτή η μελέτη υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις από το Εθνικό Πρόγραμμα για τις βασικές Βασική Ερευνητικό Πρόγραμμα (973 Program) (2012CB518303), το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (81060213, 81272853), Ίδρυμα Guangxi Φυσικών Επιστημών (2011GXNSFB018100) και Μεταδιδακτορικός διατήρηση Ταμείο της Κίνας (2012M511886). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Ως μία από τις πιο καταστροφικές καρκίνους παγκοσμίως [1], ο καρκίνος του προστάτη (PCA) αυξάνεται σύμφωνα με πρόσφατες στατιστικές του καρκίνου στις Ηνωμένες Πολιτείες [2] – [4]. Παρά το γεγονός ότι τα ποσοστά θανάτου συνεχίζει να μειώνεται (υποχωρώντας κατά 1,9% 2000-2008 ανά έτος), 238.590 νέες περιπτώσεις μπορεί να ανακαλύψει, με ένα ποσοστό θνησιμότητας 12,5% [5]. Στην Ευρώπη, η συχνότητα έχει τριπλασιαστεί τα τελευταία 40 χρόνια, με περίπου 328.000 άνδρες διαγνώστηκαν με καρκίνο του προστάτη το 2008 [6]. Προκειμένου να προσδιοριστούν ο πιθανός ρόλος των γενετικών παραγόντων στην ανάπτυξη των προστάτη, αρκετές πρόσφατες μελέτες έχουν βασιστεί σε ανάλυση σε επίπεδο γονιδίου. Πρόσφατα, μία από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους, μια μελέτη σύνδεσης γονιδιώματος σε επίπεδο (GWAS), χρησιμοποιήθηκε για τη διεξαγωγή υψηλής απόδοσης ανάλυση πολυμορφισμού SNP που θα μπορούσε να αποκαλύψει σημαντικές θέσεις που επηρεάζουν την ασθένεια. Ωστόσο, την ίδια στιγμή, με τις αυστηρές προδιαγραφές του και ανάλυση SNP με βάση, θα μπορούσε να αγνοηθεί κάποιες δυνατότητες χρήσιμες πληροφορίες. Έτσι διεξαγωγή της περαιτέρω μελέτη, η οποία θα μπορούσε να αποκαλύψει πληρέστερες πληροφορίες, φαίνεται να είναι σημαντική.

Λαμβάνοντας υπόψη την πολυπλοκότητα των παραγόντων που προκαλεί τη νόσο, ιδιαίτερα ο καρκίνος, τα μονοπάτια πλεξίματος σηματοδότησης και το σήμα των κυττάρων μεταφοράς που συμμετέχουν στις βιολογικές δραστηριότητες, όπως κυτταρική επιβίωση, την ανάπτυξη και την απόπτωση [7] – [9] μπορεί να κάνει το παθογένεση σαφέστερη. Ως ένα από τα κρίσιμα μονοπάτια του καρκίνου, η οδός RTK /ERK λέγεται ότι είναι μία από τις σημαντικές συνδέσεις στην ανάπτυξη καρκίνου, που να περιέχουν ένα αριθμό γονιδίων (EGFR, EGF, CCND1, MAPK3, κ.λπ.). Σε αυτή την οδό, οι κινάσες τυροσίνης υποδοχέα (RTKs) αντιπροσωπεύουν συνδεδεμένη με ένζυμο υποδοχείς, οι οποίοι ρυθμίζουν τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων, την προώθηση της μετανάστευσης των κυττάρων και την επιβίωση και ρυθμίζουν τον κυτταρικό μεταβολισμό σε απόκριση προς εξωκυτταρικό συνθήματα [10] – [12]. Ωστόσο, προκειμένου να διεγείρουν τις περισσότερες λειτουργίες μονοπάτι RTK, το ουσιώδες τελεστή που ενεργοποιείται από μιτογόνο κινάσης πρωτεΐνης (ΜΑΡΚ) καταρράκτη πρέπει να ενεργοποιηθεί, αποτελούμενο από τον Raf, ΜΕΚ, και εξωκυτταρικό σήμα ρυθμιζόμενη κινάσης (ERK) κινάσες (γνωστό ως ERK αλληλουχία). Με την ενεργοποίηση του καταρράκτη ΜΑΡΚ, ένα σήμα από ένα υποδοχέα στην επιφάνεια του κυττάρου με το DNA του πυρήνα του κυττάρου μεταφέρεται από τις πρωτεΐνες που επηρεάζουν την ρύθμιση, τη μεταγραφή και σύνθεση των γονιδίων [13], [14]. Έτσι, η ανάπτυξη ενός οργανισμού, η αγγειογένεση, και την καρκινογένεση είναι όλα εμπλέκονται με τις κρίσιμες λειτουργίες της οδού RTK.

PCA είναι μια από τις πιο κοινές κακοήθειες του κόσμου. υψηλό ποσοστό της νοσηρότητας και της θνησιμότητας επιφέρει τεράστιες απώλειες. Έτσι, μελετώντας την παθογένεια του προστάτη φαίνεται εξαιρετικά επείγουσα, συμπεριλαμβανομένου του καθορισμού οποία οι γενετικοί παράγοντες μπορεί να είναι σημαντική στη διαδικασία. Συνοψίζοντας πρόσφατες μελέτες, η οδός θα μπορούσε να είναι ένα ζωτικό παράγοντα για την ανάπτυξη και την εξέλιξη του προστάτη. Το 2007, Caraglia M et al. [15] βρήκαν ότι το ζολεδρονικό οξύ (ζολεδρονικό οξύ) και R115777 αναστολέα φαρνεσυλτρανσφεράσης (FTI, Zarnestra) ήταν συνεργική σε καταστροφή των οδών επιβίωσης Ras /Erk και Akt και μειώνοντας την φωσφορυλίωση των δύο μιτοχονδριακής bcl-2 και κακές πρωτεΐνες, και την ενεργοποίηση της κασπάσης, η οποία οδήγησε σε αναστολή της ανάπτυξης τόσο και απόπτωση σε κύτταρα αδενοκαρκινώματος του προστάτη. Επιπλέον, Milone et al. [16] μελέτησαν το ZOL περαιτέρω, το οποίο πρότεινε η οδός p38-MAPK έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην επαγωγή μια πιο επιθετική και επεμβατική φαινότυπο και αντιστέκονται στην ZOL. Επιπλέον, η προηγούμενη διαδρομή εμπλουτισμός μας και γονίδιο μετα-ανάλυση από τον Gene Set Analysis εμπλουτισμού (GSEA) [17] πρότεινε ότι σημαντικά εκφραζόμενα γονίδια βρίσκονται επί της οδού των RTK /ERK.

Εν τω μεταξύ, οι πρόσφατες μελέτες έχουν ανακαλύψει φυσικές επιλογής στα γονίδια και τα δίκτυα που βασίζονται σε πληθυσμούς [18] – [19], η οποία έδωσε μια νέα άποψη στο εξελικτικό επίπεδο στην παθογένεση των ασθενειών. Ωστόσο, δεν υπάρχουν σχετικές μελέτες έχουν αποκαλύψει την πιθανή σχέση μεταξύ της οδού RTK /ERK κάτω από τη φυσική επιλογή και τον κίνδυνο του προστάτη. Με αφορμή αυτό, η παρούσα μελέτη διεξήχθη.

Αυτή η μελέτη βασίστηκε στη βασική λειτουργία ρόλος του /ERK μονοπάτι RTK, τη βάση δεδομένων HapMap και τη δική μας GWA δεδομένα της μελέτης σχετικά με προστάτη τον κίνδυνο. Στην ανάλυση αυτή, διερευνήσαμε την οδό μέσω διαφόρων μεθόδων: (1) ανάλυση συσχέτιση μεταξύ πολυμορφισμών γονιδίων στην οδό RTK-ΕΚΚ και του προστάτη? (2) γονίδιο που βασίζεται δοκιμή μονοπάτι? και (3) φυσικά θετική επιλογή και έκφραση γονιδίων ποσοτικών χαρακτήρων (eQTLs) ανάλυση. Συνδυάζοντας όλες αυτές τις αποτελεσματικές αναλύσεων, η μελέτη αυτή θα μπορούσε να μας δώσει μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση του μονοπατιού RTK /ERK με βάση τα γονίδια και SNP ανάλυση, η οποία θα μας βοηθήσει να ανακαλύψουν τις δυνατότητές κρίσιμο τόπους ή τα γονίδια και να δώσει μια ευρεία άποψη για τη θεραπεία, πρόληψη, και την πρόβλεψη της ΣΕΣ.

Υλικά και Μέθοδοι

Τα άτομα της μελέτης

Οι αναλύσεις σε αυτή τη μελέτη βασίστηκαν κυρίως στην κινεζική κοινοπραξία για τον καρκίνο του προστάτη Γενετικής (ChinaPCa) GWAS, η HapMap Έργου (https://www.hapmap.org), και άλλες βάσεις δεδομένων (NCBI36). Θέματα στο ChinaPCA ήταν άνδρες Κινέζων Χαν προσληφθεί από την νοτιοανατολική Κίνα. Ήρθαν από διάφορες περιοχές, συμπεριλαμβανομένης της Σαγκάης, Suzhou, Guangxi, Nanjing, κλπ Υπήρχαν 1417 περιπτώσεις το νοσοκομείο με βάση τα οποία επιβεβαιώθηκαν να έχουν την κύρια ιστολογικά καρκίνο του προστάτη και 1008 υγειονομικούς ελέγχους που είχαν υποβληθεί σε φυσική εξέταση ρουτίνας σε τοπικά νοσοκομεία. Τα χαρακτηριστικά τους έδειξε στο Πίνακα 1. Ένα δείγμα αίματος λήφθηκε από κάθε υποκείμενο για την εκχύλιση του DNA όταν ελήφθη συγκατάθεση. Με βάση την ανάλυση της πορείας μας, 50.459 πολυμορφικά SNPs είχαν ενδεχομένως εμπλέκονται. Όλα τα γονίδια επεκτάθηκαν 100 kb από την αρχή μέχρι το τέλος, προκειμένου να διασφαλίζεται ότι όλα τόπους στην οδό συμπεριλήφθηκαν. Ολοκληρωμένη επιδημιολογικά και κλινικά δεδομένα συλλέχθηκαν με τυποποιημένα ερωτηματολόγια και από τη σχετική προστάτη διάγνωση. Ουσιώδεις πληροφορίες είχε συμπεριληφθεί, όπως η ηλικία, το επίπεδο του PSA, η καταγραφή του καρκίνου, και άλλων συναφών δεδομένο. Όλες οι λεπτομέρειες δόθηκαν στην Jianfeng Xu et al. [20].

Η

Επιπλέον, οι φάσεις HapMap Έργου ΙΙ και ΙΙΙ εφαρμόστηκαν επίσης στη μελέτη, συνδυάζοντάς τες με την ChinaPCA. Λαμβάνοντας υπόψη τη στενή συνάφεια μεταξύ παρόμοιων γονιδίων, επιλέξαμε 60 άσχετα δείγματα για ανάλυση μας για το CEU και YRI. Εν τω μεταξύ, η CHB (Κινέζων Χαν από το Πεκίνο) και JPT (Ιάπωνες από το Τόκιο) συνενώθηκαν με 89 μη-συγγένεια ασιατική άτομα, που αναφέρεται ως η ASN. Σε αυτή τη μελέτη, ο αριθμός των SNPs σε κάθε πληθυσμού ήταν 791.208 (ASN), 849.575 (CEU), και 885.926 (YRI) [21] – [23].

Σύλλογοι μεταξύ πολυμορφισμών του γονιδίου των RTKs-ΕΚΚ μονοπάτι και καρκίνο του προστάτη

Σαν σημαντικό μονοπάτι για την ανάπτυξη του καρκίνου, η οδός RTKs-ΕΚΚ θα μπορούσε εύκολα να προκαλέσουν καρκίνο, όταν οι πρωτεΐνες του γίνονται μεταλλαχθεί. Πολλά γονίδια είναι γνωστό ότι εμπλέκονται σε αυτή την οδό, με μερικές σχετίζονται αυτά μέχρι τώρα άγνωστα. Στη μελέτη μας, συμπεριλάβαμε σχεδόν όλα τα γονίδια που είναι γνωστό στην οδό για την ανάλυση, που περιλαμβάνει 40 γονίδια: EGF, EGFR, PDGF, VEGF, MAP2K1, CCND1, και άλλοι που βρίσκονται από κάθε χρωμόσωμα. Για να εξασφαλιστεί η συμπεριλήφθηκαν όλοι οι SNPs στο μονοπάτι, έχουμε ενισχυμένο το μήκος των γονιδίων σε δύο κατευθύνσεις για 100 kb. Τέλος, σχεδόν 50.000 SNPs είχαν εμπλακεί. Με αυτά τα SNPs, έγιναν συστηματικές δοκιμές σύνδεσης για τον κίνδυνο του προστάτη, συμπεριλαμβανομένων των δοκιμών σύνδεσης single-SNP και μια δοκιμή σύνδεσης οδού γονίδιο που βασίζεται. Ένα μοντέλο λογιστικής παλινδρόμησης εφαρμοστεί σε Ρσυνδετήρ [24] εφαρμόστηκε για τη δοκιμή των συσχετίσεων μεταξύ των πολυμορφισμών επιλεκτική SNP και του προστάτη με την συμμεταβλητή της ηλικίας.

Στη δοκιμή οδό γονιδιακή βάση, η προσαρμοστική κατάταξη περικοπεί προϊόν (ARTP ) μέθοδος εφαρμόστηκε. μέθοδος ARTP προτάθηκε από Yu K et al. [25], και η μέθοδος βασίστηκε στην προσαρμοστική rank στατιστική προϊόν κομμένης να συνδυάσει απόδειξη των ενώσεων σε διαφορετικές SNPs και γονιδίων μέσα σε ένα βιολογικό μονοπάτι. Είναι κατά κύριο λόγο θα μπορούσε να χωριστεί σε δύο στάδια: πρώτα, η απόδειξη σχέση μεταξύ ενός γονιδίου και το αποτέλεσμα επιτεύχθηκε με την τυποποιημένη περίληψη? δεύτερο, συνδυάζουν αυτά τα P-τιμές γονίδιο-επίπεδο σε ένα στατιστικό τεστ για τη συσχέτιση της νόσου οδού. Ως ένα ισχυρό στατιστική μέθοδο, ARTP θα μπορούσε να διορθώσει τις αδυναμίες της μεθόδου κατάταξης περικοπεί προϊόν (RTP), στην οποία το προϊόν της πιο σημαντικής P-τιμές Κ χρησιμοποιήθηκαν ως συνοπτική στατιστική [26]. Σύμφωνα με τη μέθοδο, η πιθανή σημαντική συσχέτιση μεταξύ των γονιδίων, μονοπάτι, και σχετικές ασθένειες θα μπορούσε να αποκαλυφθεί. Σε αυτή τη μελέτη, οι SNPs με την σημαντική συσχέτιση (

P

& lt? 0,05) συλλέχθηκαν στην ανάλυση ARTP γονίδιο που βασίζεται. Επιπλέον, 10.000 παραλλαγές συμπεριλήφθηκαν στην ανάλυση, προκειμένου να γίνουν οι στατιστικές πιο πειστική.

Φυσικό θετική τόπους επιλογή και eQTL ανάλυση

Αν και η μελέτη GWA ανέφερε ότι ένας αριθμός SNPs συνδέθηκαν με καρκίνο του προστάτη, δεν θα μπορούσε να συμπεριληφθεί μια ανάλυση περιοχή του απλότυπος, η οποία θα μπορούσε να παραμελήσει το δυνατόν σχετικές θέσεις. Ωστόσο, οι αλληλεπιδράσεις όσον αφορά τις λειτουργικές συνέπειες και εξελικτική ιστορία αυτών των τόπων παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστες. Πρόσφατα, αρκετές μελέτες έχουν προτείνει φυσική θετική επιλογή με βάση την ανάλυση του απλότυπου σε διάφορους πληθυσμούς [27] – [28]. Οι υποψήφιες περιοχές που αντιμετωπίζουν θετική επιλογή θα μπορούσε να χαρακτηριστεί από μια σειρά εξελιγμένων στατιστικών μεθόδων. Σε αυτή τη μελέτη, εφαρμόσαμε την ολοκληρωμένη βαθμολογία απλότυπος (IHS), η οποία αναπτύχθηκε το 2006 [23], [29]. Αυτό το στατιστικό τεστ ειπώθηκε για να επιλέξετε πιθανές θετικές θέσεις επιλογής με μια εμπειρική όριο των 2 ή 1.65. βαθμολογία IHS προέρχεται από την εκτεταμένη στατιστική απλότυπος ομοζυγωτία (ΕΗΗ) [30], η οποία μετρά την αποσύνθεση της ταυτότητας των απλοτύπων που φέρουν ένα συγκεκριμένο «πυρήνα» αλληλόμορφο στο ένα άκρο. Λέγεται ότι όταν ένα αλλήλιο αυξάνεται ταχέως σε συχνότητα λόγω της ισχυρής επιλογή, τείνει να έχουν υψηλά επίπεδα απλότυπου ομοζυγωτία, εκτείνεται πολύ πέρα ​​από την αναμενόμενη βάσει ουδέτερο πρότυπο. Συνδυασμό με τα ΕΗΗ, Voight et al. [23] πρότεινε την ολοκληρωμένη ΕΗΗ (ΙΗΗ), το οποίο διαιρείται σε ΙΗΗ

Α και ΙΗΗ

Β με τον περιορισμό των υπολογιστών σε σχέση με ένα προγονικό ή προέρχονται πυρήνα αλληλόμορφο. Επιπλέον, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση της συχνότητας αλληλόμορφου στον πυρήνα SNP, Voight et al. βελτίωσε την ανάλυση των δεδομένων. Και η βαθμολογία IHS διεξήχθη με όλα τα SNPs με μικρές συχνότητα αλληλόμορφο & gt? 5% που θεωρήθηκαν ως πυρήνα SNPs. Όσον αφορά τα αποτελέσματα, και οι δύο εξαιρετικά θετική και εξαιρετικά αρνητικό IHS αποτελέσματα θα ήταν δυνητικά ενδιαφέρουσα.

Στη μελέτη μας, η web-based εργαλείο Haplotter [30] εφαρμόστηκε για τον προσδιορισμό IHS βαθμολογίες από το HapMap φάσης ΙΙ για τρεις διαφορετικούς πληθυσμούς (ASN, CEU και YRI). Λαμβάνοντας υπόψη τις διάφορες φυσικές τοποθεσίες στις διάφορες βάσεις δεδομένων, επελέγη ο αριθμός των rs για όλα τα SNP στην οδό RTKs-ΕΚΚ. Σύμφωνα με τα ευρήματα αυτά, επιβεβαιώθηκαν οι τιμές IHS προκύπτουν με τη φάση HapMap Έργου ΙΙ. Επιπλέον, Ρσυνδετήρ χρησιμοποιήθηκε για να διερευνήσει τη συσχέτιση μεταξύ της ChinaPCA και συμφωνημένα γονότυπους σε όλα τα δείγματα στο μονοπάτι. Ένα μοντέλο λογιστικής παλινδρόμησης χρησιμοποιήθηκε με την τιμή PSA και η συμμεταβλητή ήταν ηλικίας. Βάσει του SNP (RS), οι βαθμολογίες IHS και Ρ-τιμές για τις ενώσεις ταιριάστηκαν. Η SNPs, οι οποίες λέγεται ότι είναι σημαντικές ενώσεις, συλλέχθηκαν. Εν τω μεταξύ, λαμβάνοντας υπόψη την ευρωστία των σημάτων επιλογής, συνεχίσαμε να διεξάγει μια προσέγγιση που βασίζεται σε γονίδιο. Στην ανάλυση αυτή, δημιουργήθηκε ένα παράθυρο 50 SNPs επικεντρώνεται σε κάθε γονίδιο που βρίσκεται πλησιέστερα προς το SNP ευρετήριο. Οι υποψήφιων στόχων της επιλογής ορίστηκαν να είναι στο ανώτερο 10% της εμπειρικής κατανομής για τον αριθμό των σημαντικών SNPs.

Όταν ήρθε στην τόπους έκφρασης ποσοτικών χαρακτήρων (eQTLs) ανάλυση, όχι μόνο cis-but TRAN – τα αριστερά SNPs με