Αφηρημένο

ανάλυση Διαδρομή των μελετών συσχέτισης γονιδιώματος-ευρεία (GWAS) προσφέρουν μια μοναδική ευκαιρία να αξιολογήσουν συλλογικά γενετικές παραλλαγές με αποτελέσματα που είναι πάρα πολύ μικρά για να ανιχνευθούν ξεχωριστά. Εφαρμόσαμε μια ανάλυση μονοπάτι σε καρκίνο της ουροδόχου κύστης GWAS που περιέχουν δεδομένα από 3.532 περιπτώσεις και 5.120 ελέγχους του Ευρωπαϊκού φόντο (n = 5 μελέτες). Δεκατρείς εκατόν ενενήντα εννέα οδών αντλήθηκαν από πέντε δημόσια διαθέσιμες πηγές (Biocarta, Kegg, NCI-PID, HumanCyc, και Reactome), και κατασκευάσαμε 22 επιπλέον υποψήφια μονοπάτια προηγουμένως υποτεθεί ότι σχετίζεται με τον καρκίνο της ουροδόχου κύστης. Συνολικά, 1421 μονοπάτια, 5647 γονίδια και ~90,000 SNPs συμπεριλήφθηκαν στη μελέτη μας. Μοντέλο λογιστικής παλινδρόμησης για την προσαρμογή για την ηλικία, το φύλο, τη μελέτη, την πηγή του DNA, και το κάπνισμα χρησιμοποιήθηκε για να εκτιμηθεί η οριακή επίδραση τάση των SNPs στον κίνδυνο καρκίνου της ουροδόχου κύστης. Δύο μέθοδοι συμπληρωματικές βάσει διαδρομής (γονίδιο-ρυθμίσετε τον εμπλουτισμό ανάλυση [GSEA], και προσαρμόζεται rank-περικοπεί προϊόντος [ARTP]) χρησιμοποιήθηκαν για να εκτιμηθεί ο εμπλουτισμός των σημάτων σύνδεσης σε κάθε διαδρομή. Δεκαοκτώ μονοπάτια ανιχνεύθηκαν είτε GSEA ή ARTP σε

P

≤0.01. Για την ελαχιστοποίηση false positives, χρησιμοποιήσαμε το

2

στατιστικό στοιχείο για τον προσδιορισμό των SNPs που εμφανίζουν ετερογενή αποτελέσματα στις πέντε μελέτες. Μετά την αφαίρεση αυτών των SNPs, επτά μονοπάτια ( «Αρωματικά μεταβολισμό αμίνη» [

P

GSEA

= 0.0100,

P

ARTP

= 0,0020], «NAD βιοσύνθεση» [em

P

GSEA

= 0,0018,

P

ARTP

= 0,0086], «διάσωσης NAD» [

P

ARTP

= 0,0068], «clathrin προέρχεται κυστιδίων εκκολαπτόμενους »[

P

ARTP

= 0,0018],« λυσοσώματα φλύκταινα βιογένεση »[

P

GSEA

= 0,0023,

P

ARTP

& lt? 0,00012], «Οπισθοδρομική σηματοδότηση νευροτροφινών» [

P

GSEA

= 0,00840], και «Μιτωτικά μετάβαση μετάφαση /ανάφαση» [

P

GSEA

= 0,0040]) παρέμεινε. Αυτά τα μονοπάτια φαίνεται να ανήκουν σε τρεις θεμελιώδεις κυτταρικές διεργασίες (μεταβολικό αποτοξίνωσης, μίτωση, και clathrin μεσολάβηση κυστίδια). Ταυτοποίηση της αρωματικής οδού μεταβολισμό αμίνη παρέχει υποστήριξη για την ικανότητα αυτής της προσέγγισης για τον εντοπισμό οδών με τους καθιερωμένους ενδιαφέρον για την καρκινογένεση της ουροδόχου κύστης

Παράθεση:. Menashe Ι, Figueroa JD, Garcia-Closas Μ, Chatterjee Ν, Malats Ν, Picornell A, et al. (2012) μεγάλης κλίμακας βάσει διαδρομής Ανάλυση καρκίνο της ουροδόχου κύστης Γονιδιώματος-Wide Δεδομένων Συλλόγου από πέντε μελέτες της Ευρωπαϊκής Ιστορικό. PLoS ONE 7 (1): e29396. doi: 10.1371 /journal.pone.0029396

Επιμέλεια: Zhongming Zhao, Πανεπιστήμιο Vanderbilt Ιατρικό Κέντρο, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 14 Σεπτεμβρίου του 2011? Αποδεκτές: 28, Νοεμβρίου 2011? Δημοσιεύθηκε: 4 Γενάρη 2012

Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης, χωρίς όλα τα πνευματικά δικαιώματα, και δεν μπορεί να αναπαραχθεί ελεύθερα, διανεμηθεί, να μεταδοθεί, τροποποιηθεί, χτισμένο πάνω, ή ειδάλλως να χρησιμοποιηθεί από οποιονδήποτε για οποιονδήποτε νόμιμο λόγο. Το έργο γίνεται διαθέσιμα υπό την Creative Commons CC0 αφοσίωση δημόσιο τομέα

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο έχει χρηματοδοτηθεί εν μέρει με ομοσπονδιακά κεφάλαια από το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας, στο πλαίσιο της συμβάσεως αριθ HHSN261200800001E. Το περιεχόμενο αυτής της δημοσίευσης δεν αντανακλά απαραίτητα τις απόψεις ή τις πολιτικές του Τμήματος Υγείας και Ανθρωπίνων Υπηρεσιών, ούτε αναφέρει εμπορικών ονομάτων, εμπορικών προϊόντων ή οργανισμών υποδηλώνει την έγκριση από την κυβέρνηση των ΗΠΑ. Υποστήριξη για μεμονωμένες μελέτες που συμμετείχαν στην προσπάθεια, έχει ως εξής: SBCS (Dr. Silverman) – εσωτερικό ερευνητικό πρόγραμμα των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας, Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, Division of Cancer Epidemiology και Γενετικής και εντός των τειχών αριθμός της σύμβασης NCI Ν02-CP-11015 . FIS /Ισπανία 98/1274, FIS /Ισπανία 00/0745, PI061614 και G03 /174, Fundació Marató TV3, Red Temática Investigación Cooperativa en καρκίνου (RTICC), Consolider ONCOBIO, ΕΕ-FP7-201663? και RO1- CA089715 και CA34627. NEBCS (Dr. Silverman) – Τειχών ερευνητικού προγράμματος των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας, Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, Division of Cancer Epidemiology και Γενετικής και εντός των τειχών αριθμός της σύμβασης NCI Ν02-CP-01037 PLCO (Δρ Purdue) – Τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας ( ΝΙΗ) γονίδια, το περιβάλλον και την Πρωτοβουλία για την Υγεία (GEI) εξαγωγή DNA χρηματοδοτείται εν μέρει και στατιστικές αναλύσεις (HG-06-033-NCI-01 και RO1HL091172-01), γονοτυπική στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins Κέντρο για Κληρονομικές Έρευνας Νοσημάτων (U01HG004438 και ΝΙΗ HHSN268200782096C ), και ο συντονισμός της μελέτης στην Γενεύη (Δρ Caporaso) – Τα γονίδια ΝΙΗ, το περιβάλλον και την υγεία Πρωτοβουλία [GEI] χρηματοδοτείται εν μέρει εξαγωγή DNA και στατιστικές αναλύσεις (HG-06-033-NCI-01 και RO1HL091172-01), γονοτυπική σε το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins Κέντρο για Κληρονομικές Έρευνας Νοσημάτων (U01HG004438 και ΝΙΗ HHSN268200782096C) και να μελετήσουν το συντονισμό του Κέντρου συντονισμού ΓΕΝΕΥΗ (U01 HG004446) για EAGLE και μέρος των σπουδών PLCO. Γονοτυπική για το υπόλοιπο μέρος της PLCO και όλα τα δείγματα ATBC και CPS-II υποστηρίχθηκαν από το εσωτερικό ερευνητικό πρόγραμμα των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας, NCI, Division of Cancer Epidemiology και Γενετικής. Η PLCO υποστηρίζεται από το εσωτερικό ερευνητικό πρόγραμμα του Τμήματος Επιδημιολογίας Καρκίνου και Γενετικής και υποστηρίζεται από συμβάσεων από το Τμήμα Πρόληψης Καρκίνου, Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας. ATBC (Δρ Albanes) – Αυτή η έρευνα υποστηρίχθηκε εν μέρει από το εσωτερικό ερευνητικό πρόγραμμα του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας και το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου. Επιπλέον, η έρευνα αυτή υποστηρίχθηκε από ΗΠΑ Υπηρεσίας Δημόσιας Υγείας Συμβάσεις N01-CN-45165, N01-RC-45035, και N01-RC-37004 από το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, Υπουργείο Υγείας και Ανθρωπίνων Υπηρεσιών. 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

μελέτες συσχέτισης γονιδιώματος-ευρεία (GWAS) έχουν υπηρετήσει ως ένα χρήσιμο εργαλείο για τον εντοπισμό των κοινών γενετικών παραλλαγών που συνδέονται με διάφορα πολύπλοκα χαρακτηριστικά [1]. Όπως αναμενόταν, κάθε παραλλαγή εξηγεί ένα μικρό τμήμα της κληρονομική συνιστώσα των συνδεδεμένων φαινοτύπων τους [2], [3]. Πρόσφατα, το πάρκο και οι συνεργάτες Εκτιμάται ότι περίπου το ποσοστό του «λείπει κληρονομικότητας» μπορούν να διαμένουν σε επιπλέον κοινές παραλλαγές ευαισθησία χαμηλή διεισδυτικότητα που μπορεί να ανακαλυφθούν στο μεγαλύτερο [4] GWAS. Κατ ‘αρχήν, άλλες μέθοδοι θα μπορούσαν να συμπληρώσουν τα πρωτογενή δοκιμές ενιαίο τόπο της GWAS για τον εντοπισμό πρόσθετων θέσεων ευαισθησίας. Μια τέτοια προσέγγιση είναι οδού (γονίδιο-σετ) ανάλυση [5], [6], η οποία εξετάζει αν τα σήματα συσχέτιση της συλλογής των λειτουργικά συνδεδεμένων γενετικών τόπων (συνήθως γονίδια) αποκλίνουν σταθερά από ό, τι αναμένεται από την τύχη. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να προτείνει νέους τόπους υποψήφιος ευαισθησία και, ενδεχομένως, να παρέχει γνώσεις σχετικά με τους μηχανισμούς που διέπουν πολύπλοκα χαρακτηριστικά. Οι αναλύσεις βάσει διαδρομής έχουν εφαρμοστεί σε GWAS πολύπλοκων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένης της σκλήρυνσης κατά πλάκας [7], σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 [8], [9], η νόσος του Crohn [10], [11], της νόσου του Parkinson [12], [13 ], του παχέος εντέρου [14] και του μαστού [15] καρκίνους.

καρκίνου της ουροδόχου κύστης είναι η τέταρτη πιο κοινή κακοήθεια στους άνδρες στο δυτικό κόσμο [16]. Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι η έκθεση σε αρωματικές αμίνες (AAS) από το κάπνισμα ή το επάγγελμα του καπνού συνδέεται στενά με τον κίνδυνο καρκίνου της ουροδόχου κύστης [16], [17], [18], [19]. Επιπλέον, γενετικές μελέτες έχουν δείξει ότι η λειτουργική πολυμορφισμοί σε δύο γονίδια που εμπλέκονται σε καρκινογόνο μεταβολισμού (Ν-ακετυλοτρανσφεράση 2 [

NAT2

] S-τρανσφεράσης γλουταθειόνης M1 [GSTM1] και) συνδέονται με τον κίνδυνο καρκίνου της ουροδόχου κύστης [20], [21]. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο κίνδυνος καρκίνου της ουροδόχου κύστης που σχετίζεται με NAT2 αργή ακετυλίωση γονότυπο περιορίζεται σε καπνιστές [20], [22]. Πρόσφατα, μια σειρά από GWAS έχουν προσδιορίσει προηγουμένως άγνωστη loci ευαισθησία για καρκίνο της ουροδόχου κύστης, με την προοπτική του περισσότερο να ανακαλυφθούν [22], [23], [24], [25]. Να προσδιορίσει επιπλέον περιοχές που φιλοξενούν εύλογο υποψήφια γονίδια και να ρίξει περισσότερο φως στη γενετική βάση της ασθένειας αυτής, θα εφαρμοστεί η ανάλυση μονοπατιού για το πρώτο στάδιο της CGEMS καρκίνου της ουροδόχου κύστης GWAS του ΝΚΜ που περιέχει 3.532 υποθέσεις και 5.120 ελέγχους [22]. Αναφέρουμε εδώ επτά μονοπάτια που εμπλέκονται σε διάφορες καρκινογόνες διαδικασίες που πρέπει να εμπλουτίζεται με την ευαισθησία του καρκίνου της ουροδόχου κύστης τόποι.

Υλικά και Μέθοδοι

πληθυσμός Μελέτη

Εφαρμόσαμε τις αναλύσεις μας για την πρωτογενή δεδομένα σάρωσης των 591.637 SNPs από τον καρκίνο της ουροδόχου κύστης GWAS NCI που περιέχει 3.532 υποθέσεις και 5.120 ελέγχους της Ευρωπαϊκής καταγωγή από πέντε μελέτες (ισπανικά ουροδόχου κύστης μελέτης του καρκίνου [SBCS], Νέας Αγγλίας, Maine και Βερμόντ ουροδόχου κύστης μελέτης του καρκίνου [NEBCS-ME /VT], α-τοκοφερόλη, βήτα-καροτίνη Cancer Prevention Study [ATBC], η αμερικανική Αντικαρκινική Εταιρεία πρόληψη του καρκίνου Μελέτη II Nutrition Cohort [CPS-II], και του προστάτη, του πνεύμονα, του παχέος εντέρου και του καρκίνου των ωοθηκών Screening Trial [PLCO]) [22].

κατασκευή στοιχείων διαδρομή

Συλλέξαμε γονίδιο-σετ από πέντε δημόσια διαθέσιμες πηγές οδός: BioCarta [26], Κιότο Εγκυκλοπαίδεια γονιδίων και γονιδιωμάτων (KEGG) [27], Βάση δεδομένων Αλληλεπίδραση διαδρομή του NCI (PID) [28 ], Reactome [29], και Εγκυκλοπαίδεια του Homo sapiens γονίδια και μεταβολισμού (HumanCyc) [30]. Τα κριτήρια ένταξης των οδών για την ανάλυση ήταν εκείνες που περιέχουν 5-100 γονίδια για να αποφευχθούν οι δοκιμές σε πολύ narrowly- ή πολύ broadly- ορίζεται λειτουργικές κατηγορίες. Επιπλέον, κατασκευάσαμε 22 υποψήφια μονοπάτια (Πίνακας S2) με βάση τους γνωστούς παράγοντες κινδύνου καρκίνου της ουροδόχου κύστης και των γενικών καρκινογόνες διαδικασίες [31], [32], [33], η οποία δεν εκπροσωπούνται στις δημόσιες βάσεις δεδομένων παραπάνω. Συγκεκριμένα, η επιλογή των γονιδίων προσδιορίστηκε μέσω 1) βιοχημικά δεδομένα για την αποτοξίνωση των αρωματικών αμινών [34], [35]? 2) λίστες Ingenuity μονοπατιού [36]? . Και 3) τους καταλόγους Gene οντολογίας [37]

Για να εξερευνήσετε την ομοιότητα μεταξύ των οδών στη βάση δεδομένων μας, εκτιμήσαμε το ποσοστό των επικαλυπτόμενων γονιδίων μεταξύ κάθε δύο οδών (Α και Β) ως εξής: (1) όπου

N

Μια

και

N

Β

είναι ο αριθμός των γονιδίων μέσα οδών Α και Β

SNPs από το πρώτο στάδιο του καρκίνου της ουροδόχου κύστης NCI GWAS [ ,,,0],22] χαρτογραφήθηκαν σε γονίδια σε αυτά τα μονοπάτια αν βρίσκονταν σε μια περιοχή που περιλαμβάνει 20 kb 5 ‘ανάντη και 10 kb 3’ προς τα κάτω από κωδικές περιοχές των γονιδίων »(ανθρώπινο γονιδίωμα NCBI οικοδομήσουμε 36.3). επιλεγμένα όρια αυτών των γονιδίων που προσπαθούσαν να συλλάβουν το μεγαλύτερο μέρος της κωδικοποίησης του γονιδίου και τις ρυθμιστικές παραλλαγές [38], καθώς και την ελαχιστοποίηση της επικάλυψης μεταξύ των γονιδίων. Συνολικά, 1.422 μονοπάτια που περιέχουν 5,647genes (24,3 ± 21,7 [μέση τιμή ± SD] γονίδια ανά διαδρομή) και ~92,000 SNPs είχαν συμπεριληφθεί στην βάση δεδομένων μας. Ένας πλήρης κατάλογος των υπό μελέτη μονοπατιών είναι διαθέσιμη στον πίνακα S1

Η στατιστική ανάλυση

SNPs με MAF & lt?. 1% μεταξύ ελέγχους αποκλείστηκαν από την ανάλυση. Έχουμε τοποθετηθεί μοντέλα λογιστικής παλινδρόμησης με προσαρμογή για την ηλικία, το φύλο, το κέντρο μελέτης, πηγή DNA (στοματική /αίμα), και το κάπνισμα (ρεύμα /πρώην /ποτέ /περιστασιακή), για να εκτιμηθεί η οριακή επίδραση της κάθε SNP (1 βαθμός τεστ τάσης ελευθερίας ) σχετικά με τον κίνδυνο καρκίνου της ουροδόχου κύστης, όπως περιγράφηκε προηγουμένως [22]. Για κάθε γονίδιο

G

j

(

j

= 1, …,

N

, όπου

N

είναι ο συνολικός αριθμός των γονιδίων σε σύνολο δεδομένων μας), το SNP με τη χαμηλότερη τιμή-ρ μεταξύ όλων των SNPs που χαρτογραφήθηκαν σε περιοχή του επιλέχθηκε να αντιπροσωπεύσει το γονίδιο στην ανάλυση μονοπάτι. Χρησιμοποιήσαμε δύο προσεγγίσεις για τη δοκιμή για υπερεκπροσώπηση των σημάτων σύνδεσης εντός πορείες στη βάση δεδομένων μας:

ανάλυση εμπλουτισμό Gene-set (GSEA? [12]): Σε αυτή την προσέγγιση, η -λογ10 του p-αξία κάθε καλύτερη SNP γονιδίου χρησιμοποιήθηκε ως στατιστική δοκιμή του γονιδίου (

r

ι

= -λογ10 (

p

ι

). Στη συνέχεια, ο σταθμισμένος διαδικασία Kolmogorov-Smirnov χρησιμοποιήθηκε για να αξιολόγηση για υπερεκπροσώπηση των στατιστικών γονιδίου Εμπλουτισμός Βαθμολογία (

ES

) σε κάθε διαδρομή (

S

) [15]. (2), όπου και

N

H

είναι ο αριθμός των γονιδίων σε ένα μονοπάτι.

η στατιστική σημαντικότητα του

ES

S

ήταν εμπειρικά αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας 10.000 μεταθέσεις (μετάθεση των δεδομένων γονότυπο μεταξύ των ατόμων και τη διατήρηση της LD μεταξύ SNPs ανέπαφο).

Adaptive Rank-προϊόν κομμένης (ARTP? [39]): σε αυτή την προσέγγιση καλύτερες τιμές p SNP των γονιδίων »(

p

ι

) σε κάθε διαδρομή διατάχθηκαν από το χαμηλότερο στο υψηλότερη. Στη συνέχεια, η μαθηματική προϊόν υπολογίστηκε για όλες τις πιθανές ομάδες

p

(ι)

τέτοια ώστε (3) με το

K

, 1≤

K

≤L, είναι όλα τα πιθανά ακέραιοι (τα σημεία αποκοπής) μεταξύ 1 και L, με

L

είναι ο αριθμός των γονιδίων σε ένα μονοπάτι. Σύμφωνα με τα λόγια,

W (K)

είναι απλά το προϊόν της Κ μικρότερο

P

-τιμές σε ένα μονοπάτι. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε τις

MINp & στατιστικές [40], [41] για να αξιολογηθεί ποια είναι η

K

σημείο αποκοπής, όπου το

W (K)

αξιοποιήσετε στο έπακρο στατιστικά σημαντική αξία. (4), όπου είναι η εκτιμώμενη τιμή p για

W (K

ι), Κ

1≤ … ≤K

.

Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν δύο επιπέδων διαδικασία μετάθεσης (10, 000 μεταθέσεις, μετάθεση των δεδομένων γονότυπο μεταξύ των ατόμων και τη διατήρηση της δομής LD μεταξύ SNPs ανέπαφη) για την εκτίμηση, και για την προσαρμογή για πολλαπλές δοκιμές πάνω στα διάφορα σημεία αποκοπής χρησιμοποιείται.

η

Χρησιμοποιώντας τόσο το GSEA και τις μεθόδους ARTP που χρησιμοποιούν διαφορετικές προσεγγίσεις για την αξιολόγηση του εμπλουτισμού των σημάτων γονιδίου που βασίζονται σε προκαθορισμένα γονίδιο-σετ μπορεί να διευκολύνει τη λήψη ένα ευρύτερο φάσμα των υποψηφίων οδών για την ευαισθησία του καρκίνου της ουροδόχου κύστης.

Τέλος, υπολογίζεται ένα ποσοστό εσφαλμένης ανακάλυψη (

FDR

) για την εκτίμηση του ποσοστού των αναμενόμενων ψευδώς θετικών ευρημάτων στο GSEA και αναλύσεις ARTP. Εν ολίγοις, έχουμε ομαλοποιηθούν οι στατιστικές ARTP GSEA και για κάθε διαδρομή (

NSs

(GSEA)

και

NSs

(ARTP)

αντίστοιχα) με βάση την μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των αντίστοιχων δεδομένων μετάθεση [12]. Η διαδικασία αυτή επιτρέπει την άμεση σύγκριση των οδών με διαφορετικά μεγέθη και συνθέσεις γονίδιο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε αυτές κανονικοποιούνται τα στατιστικά στοιχεία για τον υπολογισμό του FDR, όπως: (5)

Γενετική ετερογένεια ανάλυση

Για την ελαχιστοποίηση false positives, υπολογίσαμε το I-τετραγώνου στατιστική (

2

) [42] για την αναγνώριση SNPs εμφάνιση ετερογενείς επιπτώσεις στις πέντε μελέτες [ATBC, CPSII, NEBCS (ME, VT), PLCO και SBCS].

2

περιγράφει την αναλογία της συνολικής διακύμανσης στις εκτιμήσεις της μελέτης, που οφείλεται στην ετερογένεια. Εν ολίγοις, μια μετα-ανάλυση εφαρμόστηκε σε κάθε SNP που ανήκουν σε ένα από τα κορυφαία μονοπάτια χρησιμοποιώντας τις μετρήσεις της συχνότητας του γονότυπου των περιπτώσεων και ελέγχει την εκτίμηση ανά αλληλόμορφο OR και ΠΙ. SNPs με

2 P

-τιμές & lt? 0.2 απομακρύνθηκαν από περαιτέρω αναλύσεις. Αξιολογήσαμε την OR, CI και τιμές ρ τόσο για την μετα-ανάλυση και ήταν παρόμοια και στις δύο μοντέλα, και δεν αλλάζει την ερμηνεία των δεδομένων. Οι αναλύσεις έγιναν με τη χρήση του λογισμικού STATA (έκδοση 11, STATA Corporation, College Station, TX).

Αποτελέσματα

Σε γενικές γραμμές, δεν υπήρχε καλή συσχέτιση μεταξύ των αποτελεσμάτων της GSEA και τις μεθόδους ARTP (r = 0,74, P & lt? 0,0001). Μια λεπτομερής εξέταση των αποτελεσμάτων αποκάλυψε ότι, κατά μέσο όρο, GSEA καλύτερες επιδόσεις στην ανίχνευση μονοπάτια εμπλουτισμένο με πολλαπλά σήματα αδύνατη συσχέτιση, ενώ ARTP φάνηκε να είναι πιο ισχυρή στην ανίχνευση μονοπάτια όπου μόνο λίγα γονίδια με σχετικά ισχυρά σήματα κυριαρχούν. Αξίζει να σημειωθεί ότι, η οδός μεταβολισμού του ΑΑ, το οποίο περιέχει αρκετές γνωστές θέσεις της ουροδόχου κύστης ευαισθησίας στον καρκίνο, εντοπίστηκε από τις δύο GSEA και ARTP μεθόδους (

P

GSEA

= 0.0100,

P

ARTP

= 0,0020). Ως εκ τούτου, χρησιμοποιήσαμε επίπεδο σημαντικότητας της ως σημείο αναφοράς για την ανάδειξη επιπλέον μονοπάτια υποψήφιος ευαισθησία. Από τους 1421 μονοπάτια που εξετάστηκαν, 18 ήταν σημαντικά εμπλουτισμένη με σήματα σύνδεσης κατά την

P

& lt? 0.01 επίπεδο (Πίνακας 1). Από αυτές, επτά πορείες ανιχνεύθηκαν τόσο GSEA και ARTP, τέσσερα μονοπάτια ανιχνεύθηκαν μόνο από GSEA, και επτά ανιχνεύθηκαν μόνο από ARTP. Μετά την αφαίρεση SNPs με ετερογενείς επιπτώσεις στις πέντε μελέτες (

2 P

-τιμή & lt? 0,2), τα σήματα εμπλουτισμό παρέμεινε σημαντική (

P

& lt? 0,01) σε επτά μονοπάτια που ανήκουν σε τέσσερις κυτταρικές διεργασίες ( «αρωματική αμίνη [ΑΑ] μεταβολισμός», «Νικοτιναμίδιο αδενίνη δινουκλεοτίδιο [NAD] μεταβολισμός», «κλαθρίνη μεσολάβηση κυστίδια», και «Μίτωση»). Για λόγους σαφήνειας, από αυτό το σημείο προς τα εμπρός, θα αναφερόμαστε μόνο στα αποτελέσματα από την ανάλυση των υστέρων ετερογένεια.

Η

αρωματική αμίνη [ΑΑ] μεταβολισμό

Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει τα αποτελέσματα για τα γονίδια στην οδό ΑΑ. Τα σήματα εμπλουτισμό σε αυτό το μονοπάτι ήταν κυρίως από SNPs στο

UGT1A9

και

NAT2

γονίδια. SNPs σε αυτά τα γονίδια ταυτοποιήθηκαν στην πρωτογενή ανάλυση αυτής της GWAS [22]. Η κατάργηση αυτών των δύο γονιδίων από την οδό αναλύσεις μείωσε το σήμα εμπλουτισμού στην οδό μεταβολισμό ΑΑ και στις δύο μεθόδους, αλλά εξακολουθεί να κατατάσσεται σχετικά υψηλά χρησιμοποιώντας το GSEA (

P

GSEA

= 0,0130,

P

ARTP

= 0,1217). Εκτός από το

UGT1A9

και

NAT2

, πέντε επιπλέον γονίδια σε αυτό το μονοπάτι είχε SNPs με σημαντική γενετική επίδραση (

P

τάση & lt? 0,05). Αυτές περιλάμβαναν

Nat1

,

UGT1A4

,

UGT1A6

,

NQO1

και

ΟΥΡ1Β1

.

Η

Μερικά από τα γονίδια στο μονοπάτι του μεταβολισμού ΑΑ (δηλαδή

CYP1A1

και

CYP1A2

?

UGT1A4

,

UGT1A6

και

UGT1A9

?

SULT1A1

και

SULT1A2

) συμβαίνουν στην ίδια χρωμοσωμική θέση και, κατά συνέπεια, έχουν παρόμοιες SNPs tagging. Για να εκτιμηθεί η επίδραση αυτού του πλεονασμού στο σήμα εμπλουτισμό μονοπάτι, έχουμε συγκεντρωμένα μαζί γονίδια με επικάλυψη SNPs και να αντιμετωπίζεται ως μία ενιαία γενετική μονάδα σε αναλύσεις μονοπάτι μας. Κατά συνέπεια, ο αριθμός των τόπων που περιλαμβάνονται στο μονοπάτι μεταβολισμού του ΑΑ μειώθηκε σε επτά, (Πίνακας S2) και τα αντίστοιχα σήματα εμπλουτισμού ενισχύθηκαν (

P

GSEA

= 0,0046,

P

ARTP

= 0,0001). Ακόμα και όταν την αφαίρεση του

NAT2

και

UGT1A

περιοχές από αυτό το γονίδιο-σετ, αντίστοιχο σήμα εμπλουτισμό του παραμένει σχετικά υψηλή (

P

GSEA

= 0.024,

P

ARTP

= 0,0921).

NAD μεταβολισμό

Δύο νικοτιναμίδη αδενίνη δινουκλεοτιδίου (NAD) οδοί του μεταβολισμού ανιχνεύθηκαν σε αυτή την ανάλυση. Το μονοπάτι «NAD βιογένεση I» (HumanCyc) ανιχνεύθηκε τόσο GSEA και ARTP (

P

GSEA

= 0,0018,

P

ARTP

= 0,0086), και το » NAD διάσωσης ΙΙ «μονοπάτι (HumanCyc) ανιχνεύθηκε μόνο με τη μέθοδο ARTP (

P

ARTP

= 0.0068). Ο Πίνακας 3 παρουσιάζει τα αποτελέσματα για τα γονίδια σε αυτές τις πορείες. Οι τρεις NMNAT γονίδια (

NMNAT1

,

NMNAT2

, και

NMNAT3

) που μοιράζονται οι δύο από αυτές τις δύο οδούς λιμάνι SNPs με σημαντική γενετική επίδραση (

P

τάση

& lt? 0,05) και ως εκ τούτου αναμένεται να κυριαρχήσουν τα σημαντικά σήματα εμπλουτισμό σε αυτά τα μονοπάτια. Άλλα γονίδια που εμφανίζουν σημαντικό κίνδυνο καρκίνου της ουροδόχου κύστης είναι

QPRT

στην οδό «NAD Ι», και

ACP6

,

ITGB1BP3

,

ACPL2

στο » NAD ΙΙ «μονοπάτι.

Η

κύστη βιογένεση και εκκολαπτόμενους

Τρεις οδών που εμπλέκονται στην clathrin εξαρτώμενη κύστη βιογένεση και φερέλπιδες ανιχνεύθηκαν σε αυτή την ανάλυση. Το μονοπάτι «λυσοσώματα Κύστη Βιογένεσις» (Reactome) έδειξε το ισχυρότερο σήμα εμπλουτισμό μεταξύ όλων των μονοπατιών σε αυτή τη μελέτη, και ανιχνεύθηκε τόσο GSEA και ARTP (

P

GSEA

= 0,0023,

P

ARTP

& lt? 0,0001). Η «clathrin προέρχεται κυστίδιο εκκολαπτόμενους» μονοπάτι (Reactome) ανιχνεύθηκε μόνο από ARTP (

P

ARTP

= 0.0018), ενώ η «Οπισθοδρομική σηματοδότηση νευροτροφινών» μονοπάτι (Reactome) ανιχνεύθηκε μόνο από GSEA (

P

GSEA

= 0,0084). Πίνακας 4 εμφανίζει τα αποτελέσματα για τα γονίδια σε αυτές τις πορείες. Τρία γονίδια μοιράζονται από τις τρεις οδούς:

CLTA

και

CLTC

, τα οποία κωδικοποιούν για τις ελαφρές και βαριές αλυσίδες του clathrin αντίστοιχα, και

SH3GL2

η οποία συνδέεται με κλαθρίνη μεσολάβηση ενδοκύτωση. Η ένωση των SNPs σε αυτά τα τρία γονίδια με τον κίνδυνο καρκίνου της ουροδόχου κύστης τους κατατάσσεται μεταξύ των κορυφαίων τεσσάρων γονιδίων σε αυτά τα μονοπάτια.

Η

Μίτωση

Η «Μιτωτικά μετάβαση μετάφαση /ανάφαση» (Reactome) ανιχνεύθηκε με τη μέθοδο GSEA (

P

ΓΓΕΕ

= 0.0040) και ήταν οριακά σημαντική χρήση ARTP (

P

ARTP

= 0.0187). Είναι ενδιαφέρον ότι, και τα οκτώ γονίδια σε αυτή την οδό που περιλαμβάνονται στην πληρέστερη «Μιτωτικά προμεταφασικά» μονοπάτι που ανιχνεύθηκε στην αρχική διαλογή οδό, αλλά είχε ένα λιγότερο σημαντικό σήμα μετά την αφαίρεση SNPs με ετερογενή σήματα (Πίνακας 1). Τα αποτελέσματα για τα οκτώ γονίδια που περιλαμβάνονται στην οδό «Μιτωτικά μετάβαση μετάφαση /ανάφαση» παρουσιάζονται στον Πίνακα 5. Τρία SNPs σε τρία γονίδια (

FBXO5

,

SMC3

και

SPC24

) σχετίστηκαν με σημαντική προστατευτική δράση για τον καρκίνο της ουροδόχου κύστης (

P

τάση

& lt?. 0.05)

Η

Συζήτηση

μας πορεία με βάση την ανάλυση των ένα μεγάλο καρκίνο της ουροδόχου κύστης GWAS χρησιμοποιώντας δύο μεθόδους συμπληρωματικές βάσει διαδρομής (GSEA και ARTP) προσδιόρισε μια υπερεκπροσώπηση των σημάτων σύνδεσης σε επτά οδούς ( «Αρωματικά μεταβολισμό αμίνη», «NAD βιοσύνθεση», «διάσωσης NAD», «clathrin προέρχεται κύστη εκκολαπτόμενους», «λυσοσώματα κυστίδιο βιογένεση ‘,’ Retrograde σηματοδότηση νευροτροφίνη», και «Ο μιτωτικός μετάβαση μετάφαση /ανάφαση) και υποδηλώνουν τη συμμετοχή σε τουλάχιστον τρία κυτταρικές διεργασίες (μεταβολική αποτοξίνωση, μίτωση, και κλαθρίνη μεσολάβηση κυστίδια).

Η αναγνώριση της οδού του μεταβολισμού ΑΑ σε αυτή τη μελέτη τόσο GSEA και ARTP θα μπορούσε να θεωρηθεί μια καλή ένδειξη για την χρησιμότητα αυτής της προσέγγισης, δεδομένου ότι ο μεταβολισμός AA απέδειξε συνάφεια με επιδεκτικότητα καρκίνου της ουροδόχου κύστης. Είναι ενδιαφέρον, το σήμα εμπλουτισμός σε αυτό το μονοπάτι οδηγείται από διακυμάνσεις των

UGT1A

σύμπλεγμα γονιδίων και το

Nat1

,

NAT2

, και

NQO1

γονίδια (Πίνακας 1) που εμπλέκονται στις διαδικασίες αποτοξίνωσης στην οδό ΑΑ [34], [35]. Το ισχυρό σήμα εμπλουτισμός μείνει σε αυτό το μονοπάτι, ακόμη και μετά την απομάκρυνση του

UGT1A

και

NAT2

γονίδια από την ανάλυση προκύπτει ότι άλλες γενετικές παραλλαγές επηρεάζουν αρωματικές αμίνες αποτοξίνωσης μπορεί να συμβάλει στην ευαισθησία του καρκίνου της ουροδόχου κύστης.

Η ανίχνευση της οδού μεταβολισμό NAD μπορεί να σχετίζονται με την ευαισθησία του καρκίνου της ουροδόχου κύστης μέσω διαφόρων καρκινογόνων μηχανισμών. Πρώτον, NAD ομοιόσταση έχει δειχθεί ότι παίζει ένα ρόλο σε διάφορες αντιδράσεις οξειδοαναγωγής που μπορεί να οδηγήσει σε μη αναστρέψιμη κυτταρική βλάβη και, κατά συνέπεια, από την έναρξη της κακοήθους όγκου [43]. Επιπλέον, NAD έχει δειχθεί ότι εμπλέκεται στην επιδιόρθωση του DNA και των τελομερών συντηρήσεις [44] καθώς και στην παραγωγή ενέργειας τόσο από τις οποίες είναι σημαντικές διεργασίες στην ανάπτυξη του καρκίνου. Είναι ενδιαφέρον, NAD μονοπάτι μεταβολισμός έχει εμπλακεί σε μια πρόσφατη ανάλυση βάσει διαδρομής του καρκίνου του παχέος εντέρου GWAS [14]. έχουν παχέος εντέρου και της ουροδόχου κύστης καρκίνους έχουν συσχετιστεί με καθεστώς ακετυλίωση NAT2. Για τον καρκίνο της ουροδόχου κύστης, στο οποίο Ν-ακετυλίωση είναι ένα βήμα αποτοξίνωση, NAT2 φαινότυπο βραδείας ακετυλίωσης παρουσιάζει μεγαλύτερο κίνδυνο. Αντίθετα, για ετεροκυκλική αμίνη που σχετίζονται με τον καρκίνο του παχέος εντέρου στο οποίο Ν-ακετυλίωση είναι αμελητέα και Ο-ακετυλίωση είναι ένα βήμα καρκινογόνο-ενεργοποίησης, NAT2 ταχεία φαινότυπο ακετυλίωσης παρουσιάζει μεγαλύτερο κίνδυνο [45]. Έτσι, παρόμοια μεταβολικές οδοί θα μπορούσαν να παίξουν διαφορετικούς ρόλους στην αιτιολογία των δύο αυτών των καρκίνων.

Τρεις κλαθρίνη μεσολάβηση μονοπάτια κυστιδίων επισημαίνονται επίσης σε αυτή τη μελέτη. Clathrin επικαλυμμένα κυστίδια παίζουν ουσιαστικό ρόλο στην ενδοκυττάρια διακίνηση, ενδοκυττάρωση, και εξωκύττωση [46]. Σε αυτό το βασίλειο, έχει δειχθεί ότι οδοί κυστιδίων κλαθρίνη μεσολάβηση ρυθμίζουν την σηματοδότηση και κυτταρική εντόπιση πολλών παραγόντων ανάπτυξης [47] που είναι γνωστό ότι παίζουν ένα ρόλο στην επιδεκτικότητα καρκίνου. Είναι ενδιαφέρον, clathrin μπορεί να είναι επίσης σημαντική για τη μετάβαση μονοπάτι Μιτωτικά μεταφάσης /Anaphase που εμπλέκεται επίσης σε αυτή τη μελέτη. Κατά τη διάρκεια της μίτωσης, clathrin βοηθά τη σταθεροποίηση των ινών κινητοχώρου που απαιτούνται για την εύρυθμη λειτουργία της μιτωτικής ατράκτου [48]. Έτσι, η υπερεκπροσώπηση των σημάτων σύνδεσης σε δύο διαφορετικές οδούς που συνδέονται με μίτωση δείχνουν ότι διαταραχές στη μιτωτική διαδικασία, και ιδιαίτερα εκείνες που σχετίζονται με τη μετάβαση μετάφαση /ανάφαση, μπορεί να τροποποιήσει τον κίνδυνο καρκίνου της ουροδόχου κύστης του ανθρώπου.

Πλεονεκτήματα της μελέτη μας είναι το μεγάλο μέγεθος του δείγματος? η χρήση των πρωτογενών δεδομένων σάρωσης από πέντε ανεξάρτητες μελέτες που μας επιτρέπει να αντιμετωπίσει τη συνέπεια των αποτελεσμάτων μεταξύ των διαφόρων πληθυσμών? και η χρήση των δύο συμπληρωματικών μεθόδων βάσει διαδρομής. Ένας περιορισμός της μελέτης μας είναι η έλλειψη σημάτων βάσει διαδρομής να επιτευχθεί μια αξιοσημείωτη επίπεδο σημαντικότητας FDR, με μόνο ένα μονοπάτι (λυσοσώματα Κύστη Βιογένεσις) έχει μία τιμή FDR & lt? 0.2. Αυτό μπορεί να οφείλεται εν μέρει στις εγγενείς περιορισμούς των μεθόδων που χρησιμοποιούνται, η ανεπαρκής σχολιασμό των σχετικών οδών σε δημόσιες βάσεις δεδομένων, ή λόγω ασθενή σήματα συσχέτιση στα δεδομένα μας. Πρόσφατη ανάλυση των καρκίνων της ουροδόχου κύστης, χρησιμοποιώντας δεδομένα έκφρασης RNA, έχουν επίσης επισημάνει εμπλουτισμός των γονιδίων με παρόμοιες διαδικασίες όπως προσδιορίζονται στο γονιδιακά δεδομένα μας εδώ, συμπεριλαμβανομένων των μεταβολικών διεργασιών, οι οποίες παρέχουν περαιτέρω αληθοφάνεια ότι οι οδούς που εντοπίστηκαν μπορεί να σχετίζονται με την ευαισθησία του καρκίνου της ουροδόχου κύστης [49] . Επιπλέον, η υψηλή κατάταξη της οδού μεταβολισμού του ΑΑ τόσο GSEA και ARTP υποστηρίξει τη δύναμη αυτών των μεθόδων για να επισημάνετε μονοπάτια με την καθιερωμένη σχέση με την ευαισθησία του καρκίνου της ουροδόχου κύστης και ως εκ τούτου μπορούν ομοίως να προτείνει τη συμμετοχή της μεταβολικής αποτοξίνωσης, μίτωση και clathrin μεσολάβηση οδών στην ουροδόχο κύστη καρκινογένεση.

Υποστήριξη Πληροφορίες

πίνακα S1.

λεπτομέρειες και τα αποτελέσματα για όλες τις 1423 μονοπάτια που περιλαμβάνονται σε αυτή τη μελέτη.

doi: 10.1371 /journal.pone.0029396.s001

(XLS)

Πίνακας S2.

Κατάλογος των γονιδίων που περιλαμβάνονται στις 22 ιδιοκατασκευαζόμενης υποψήφιος οδούς.

doi: 10.1371 /journal.pone.0029396.s002

(XLS)

Ευχαριστίες

Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε Leslie Carroll (Information Services Management, Silver Spring, MD, ΗΠΑ), Gemma Καστάνο-Vinyals (Institut Municipal d’Investigació Medica, Βαρκελώνη, Ισπανία), Fernando Fernández (Institut Municipal d’Investigació Medica, Βαρκελώνη, Ισπανία), Paul Hurwitz (Westat, Inc., Rockville, MD, USA)

Charles Lawrence (Westat, Inc., Rockville, MD, USA), Marta Lopez-Brea (Marques de Valdecilla Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο, Santander, Cantabria, Ισπανία), η Άννα McIntosh (Westat, Inc., Rockville, MD, ΗΠΑ)

Άντζελες Panadero (Hospital Ciudad de Coria, Coria (Κάθερες), Ισπανία), Fernando Rivera (Marques de Valdecilla Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο, Santander, Cantabria, Ισπανία), Robert Saal (Westat, Rockville, MD, USA )

Maria Sala (Institut Municipal d’Investigació Medica, Βαρκελώνη, Ισπανία), Kirk Snyder (Information Services Management, Inc., Silver Spring, MD), Anne Taylor (Information Management Services, Inc., Silver Spring , MD), Μοντσεράτ Tora (Institut Municipal d’Investigació Medica, Βαρκελώνη, Ισπανία), Jane Wang (Information Services Management, Silver Spring, MD, USA)