Αφηρημένο

Μείωση ή εξάντληση του μιτοχονδριακού DNA (mtDNA) έχει συσχετιστεί με την εξέλιξη του καρκίνου. Αν και ισορροπημένη περιεκτικότητα σε mtDNA είναι γνωστό ότι συμβαίνει στον καρκίνο του προστάτη, οι διαφορές στο περιεχόμενο mtDNA μεταξύ των αφροαμερικάνων (ΑΑ) και του Καυκάσου Αμερικής (CA), οι άνδρες δεν ορίζεται. Παρέχουμε την πρώτη απόδειξη ότι οι όγκοι στους άνδρες AA διαθέτουν μειωμένο επίπεδο του mtDNA σε σύγκριση με το CA άνδρες. Η μέση περιεκτικότητα σε μιτοχονδριακού DNA των όγκων μειώθηκε στους άνδρες ΑΑ. περιεχόμενο mtDNA ήταν επίσης μειωμένη σε φυσιολογικούς ιστούς του προστάτη των ανδρών ΑΑ σε σύγκριση με τους άνδρες CA, γεγονός που υποδηλώνει μια πιθανή προδιάθεση για καρκίνο στους άνδρες ΑΑ. περιεχόμενο mtDNA ήταν επίσης μειωμένη σε καλοήθη υπερπλασία του προστάτη (ΚΥΠ) των ιστών από τους άντρες ΑΑ. Όγκου και BPH ιστών από ασθενείς ≥60 ετών διαθέτουν μειωμένη mtDNA περιεχόμενο σε σύγκριση με τους ασθενείς Εξάντληση των mtDNA προκαλεί καρκίνο του προστάτη πρόοδο [7], [24], [25]. Η εξάντληση του mtDNA αποτρέπει την απόπτωση και προάγει την κυτταρική κινητικότητα μέσω προς τα πάνω ρύθμιση του φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης 3-κινάσης (ΡΙ3Κ) /Akt2 σηματοδότηση [26]. Ως εκ τούτου, η εξάντληση του mtDNA πιθανό μπλοκ απόπτωση, και προωθεί την επιβίωση και την κινητικότητα των καρκινικών κυττάρων μέσω της ενεργοποίησης Akt2. Τα δεδομένα μας δείχνουν ότι οι ασθενείς Gleason βαθμού και PSA ρυθμίστηκε ΑΑ καρκίνο του προστάτη σχετίζονται με την εξάντληση των mtDNA σε σύγκριση με ασθενείς CA, υποστηρίζοντας έτσι το συμπέρασμά μας ότι η μείωση του mtDNA σχετίζεται με την αναστολή της απόπτωσης και ικανότητας εισβολής του καρκίνου του προστάτη στους άνδρες ΑΑ. Η εξάντληση του mtDNA επάγει επιθηλιακά-μεσεγχυματικά μετάβαση (ΕΜΤ) [8], η οποία είναι ένας δείκτης της εξέλιξης του καρκίνου. εξάντληση mtDNA μειώνει επίσης PARP-1 επίπεδα [25], το οποίο προωθεί την πρόοδο της νεοπλασματικής φαινοτύπου στον καρκίνο του προστάτη. Αυτά τα ευρήματα υποστηρίζουν συμπέρασμα μας είναι ότι η μειωμένη περιεκτικότητα mtDNA σε άνδρες ΑΑ μπορεί να σχετίζεται με πιο επιθετικό καρκίνο του προστάτη.

Μαζί, τα ευρήματά μας παρέχουν την πρώτη απόδειξη ότι το περιεχόμενο mtDNA μειώνεται σε φυσιολογικά επιθηλιακά προστάτη και του καρκίνου ιστούς από άνδρες ΑΑ σε σύγκριση με το CA άνδρες. Τα ευρήματα αυτά μπορεί να έχουν σημασία στην πρόβλεψη των διαφορικών αποτελεσμάτων του προστάτη εξέλιξης του καρκίνου και της θεραπείας στην αμερικανική άνδρες. Επειδή και οι δύο φυσιολογικούς ιστούς του προστάτη και των ιστών του όγκου της CA άνδρες λιμάνι υψηλότερα επίπεδα mtDNA σύγκριση με τους άνδρες ΑΑ, αναμένουμε ότι CA άντρες θα είναι πιο πιθανό να ανταποκριθούν σε αντικαρκινική θεραπεία και να είναι πιο ευαίσθητα στην κυτταροτοξική δράση των αντικαρκινικών παραγόντων σε σύγκριση με τους άνδρες ΑΑ. Ως εκ τούτου, η σαφής κατανόηση των μηχανισμών του mtDNA ανισορροπία στην αμερικανική άνδρες μπορούν να προσφέρουν νέες και αποτελεσματικές προσεγγίσεις για την πρόληψη του καρκίνου του προστάτη και θεραπεία.

Υλικά και Μέθοδοι

Πηγή των ιστών δείγματα, ηθικά θέματα, και Genomic DNA Extraction

η συλλογή των δειγμάτων έγινε μετά από γραπτή συγκατάθεση από τους ασθενείς για τη χρήση των δειγμάτων τους για διαγνωστικούς και επιστημονικούς σκοπούς. Όλα τα κλινικά δείγματα δόθηκαν βασίζεται σε ένα μοναδικό και τυχαία κωδικοποιημένο σύστημα αλφαριθμητικό χωρίς να αναφερθεί σε ασθενείς με όνομα ή με οποιαδήποτε άλλα προσωπικά όρος αναγνωριστικό. Κατά την επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων, τα δείγματα είχαν ανατεθεί ένα διαφορετικό τυχαίο αριθμό. Δεοντολογική έγκριση ελήφθη από το Institutional Review Boards (IRBs) στο Louisiana State University Κέντρο Επιστημών Υγείας (LSUHSC), της Ιατρικής Σχολής, Νέα Ορλεάνη, LA, και Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, NY. Η μελέτη ήταν σύμφωνα με τις αρχές που ορίζονται στη Διακήρυξη του Ελσίνκι. Όλα τα biospecimens ιστού ελήφθησαν από τις βασικές biospecimen εγκαταστάσεις στο Λουιζιάνα Cancer Research Consortium (LCRC) συνδεδεμένες με Tulane της Ιατρικής Σχολής και της Ιατρικής Σχολής, Νέα Ορλεάνη και LSUHSC, Νέα Ορλεάνη (https://www.louisianacancercenter.org/collaborative-initiatives/shared-resources/biospecimen-core).

Normal Τα αντικείμενα έρευνας (η πηγή των δειγμάτων ΚΥΠ) σε αυτή τη μελέτη ορίζονται ως άνδρες χωρίς ένδειξη καρκίνου του προστάτη. Τα λευκά αιμοσφαίρια (WBCs) ελήφθησαν από ασθενείς με διάγνωση πρωτοπαθή καρκίνο του προστάτη. Νωπά κατεψυγμένα συμφωνημένα κανονικών και κακοηθών ιστών του προστάτη ελήφθησαν από ασθενείς αφροαμερικάνων Αμερικής και του Καυκάσου διαγνωστεί με πρωτογενείς όγκους. Σε αυτή τη μελέτη, οι φυσιολογικοί ιστοί του προστάτη θεωρούνται συμφωνημένα δείγματα φυσιολογικού προστάτη που ελήφθησαν από ασθενείς με πρωτοπαθή καρκίνο του προστάτη. Μόνο κακοήθεις ιστούς με 70% ή υψηλότερη περιεκτικότητα όγκου θεωρήθηκαν στη μελέτη. Γενωμικό DNAs εκχυλίστηκαν χρησιμοποιώντας το QIAGEN DNeasy Blood & amp? Ιστού Kit, όπως συνιστάται από τον κατασκευαστή. Γονιδιωματικής δείγματα DNA προσδιορίστηκαν ποσοτικά χρησιμοποιώντας ένα NanoDrop 8000 Φασματοφωτόμετρο (Thermo Scientific).

Αναλύσεις mtDNA περιεχομένου με τη χρήση πραγματικού χρόνου PCR

περιεχόμενο μιτοχονδριακού DNA προσδιορίστηκε όπως περιγράφηκε προηγουμένως [47]. Εν συντομία, ολικό γενωμικό DNA (που περιέχει τόσο mtDNA και πυρηνικό DNA) απομονώθηκε από συμφωνημένα κανονικό και προστάτη ιστούς όγκων, καλοήθη υπερπλασία του προστάτη, και λευκά αιμοσφαίρια από ΑΑ και ασθενείς με καρκίνο του προστάτη CA όπως περιγράφεται παραπάνω. Μετά τον ποσοτικό προσδιορισμό των δειγμάτων DNA από το NanoDrop 8000 Φασματοφωτόμετρο, περιεκτικότητα mtDNA προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας το 7300 πραγματικού χρόνου σύστημα PCR Applied Biosystems.

β-ακτίνης

και

κυτοχρώματος c οξειδάσης υπομονάδα II (COX II)

χρησιμοποιήθηκαν για ενίσχυση των πυρηνικών και mtDNA, αντίστοιχα. Εκκινητές για

β-ακτίνης

και

COX II

χρησιμοποιήθηκαν όπως περιγράφηκε προηγουμένως [47], [48] και οι αλληλουχίες είναι οι εξής:

β-ακτίνης

(προς τα εμπρός ): 5′-tcaC CCACACTGTGCCCATCTACGA-3 ‘,

β-ακτίνης

(αντίστροφο): 5′-CAGCGGAACCGCTCATTGCCAATGG-3′.

COX II

(προς τα εμπρός): 5′-CCCCACATTAGGCTTAAAAACAGAT-3 ‘,

COX II

(reverse): 5′ TATACCCCCGGTCGTGTAGCG GT-3 ‘. Real-time PCR αντιδράσεις διεξήχθησαν σε ένα συνολικό όγκο αντίδρασης 10 μΐ που περιέχει 5 μΐ 2Χ iTaq SYBR Green Supermix με ROX (Bio-Rad, Cat # 172 – 5.850), 10 ng εκμαγείου DNA, 500 ηΜ το καθένα από τα εμπρός και αντίστροφης εκκινητές, και ύδατος άνευ νουκλεάσης. Τήξη αναλύσεις καμπύλη διεξήχθησαν στο τέλος της ενίσχυσης για να επιβεβαιωθεί η απουσία μη ειδικής ενίσχυσης ή ένα έναυσμα σχηματισμό διμερούς. Ο αριθμός κύκλου ορίου (Ct) τιμές για κάθε αντίδραση υπολογίστηκαν με τη χρήση του 7300 σύστημα SDS λογισμικού. Πρότυπες καμπύλες παράχθηκαν χρησιμοποιώντας 10 ng έως 10 pg του DNA που παρασκευάστηκε από μη επεξεργασμένα κύτταρα LNCaP και εφόσον η αποτελεσματικότητα της PCR με βάση την εξίσωση E = 10

∧ (-1 /κλίση) -1 [49]. Μέσες τιμές Ct ελήφθησαν με ενίσχυση του

COX II

(mtDNA-ειδική) και

β-ακτίνης (

nDNA ειδικά). περιεχόμενο μιτοχονδριακού DNA προσδιορίστηκε ως 2

∧ΔCt, ή να πάει πάσο διαφορά του mtDNA από nDNA [29], [47], [50].

Στατιστικές Αναλύσεις

περιεχόμενο mtDNA αναφέρθηκε χρησιμοποιώντας τα μέσα, διαμέσους, και τυπικές αποκλίσεις. Άλλα κλινικά και δημογραφικά χαρακτηριστικά έχουν αναφερθεί χρησιμοποιώντας συχνότητες και σχετικές συχνότητες. Γραφικές αναλύσεις (οικόπεδα QQ) βρήκε το mtDNA περιεχόμενο να είναι μη κανονική κατανομή και, ως εκ τούτου, μη-παραμετρικές προσεγγίσεις θεωρήθηκαν για αναλύσεις αυτής της μεταβλητής. Για κάθε ομάδα (κανονική, όγκου, καλοήθη υπερπλασία του προστάτη, και λευκά αιμοσφαίρια), η περιεκτικότητα σε mtDNA συγκρίθηκε ανάμεσα στην ηλικία, τη φυλή, το στάδιο του όγκου, ειδικό προστατικό αντιγόνο (PSA), Gleason ποσό, Gleason ανήλικος και Gleason μεγάλες χρησιμοποιώντας Wilcoxon rank-sum ή Kruskal- Wallis ακριβή δοκιμές, ανάλογα με την περίπτωση. Πρόσθετες αναλύσεις μέσα σε κάθε ομάδα περιλαμβάνονται οι συγκρίσεις του περιεχομένου mtDNA μεταξύ φυλετικών ομάδων, ενώ για την προσαρμογή ως προς την ηλικία, Gleason άθροισμα και PSA χρησιμοποιώντας αμφίδρομη ανάλυση διακύμανσης (ANOVA). Επειδή περιεχόμενο mtDNA είναι μη-κανονικά κατανεμημένη, κατάλληλες τιμές ρ λήφθηκαν χρησιμοποιώντας πρότυπες μεθοδολογίες bootstrap. περιεχόμενο mtDNA συγκρίθηκε σε μια ανά ζεύγος της μόδας μεταξύ των ομάδων στο συνολικό δείγμα και σε κάθε αγώνα χρησιμοποιώντας το Wilcoxon signed-rank (υγιείς έναντι όγκου) ή Wilcoxon rank-sum (όλες οι άλλες συγκρίσεις) ακριβές εξετάσεις. Όλες οι αναλύσεις των δεδομένων έγιναν σε SAS v9.3 (Cary, NC) σε επίπεδο σημαντικότητας 0,05.

Ευχαριστίες

Σας ευχαριστούμε Δρ Neelu Yadav και τα μέλη του εργαστηρίου Chandra για την κριτική ανάγνωση του χειρογράφου. Ζητούμε συγγνώμη για εκείνους τους συναδέλφους των οποίων οι δημοσιεύσεις λάθος δεν θα μπορούσαν να αναφερθούν.