Extracto
El ADN mitocondrial (ADNmt) es particularmente susceptible al daño oxidativo y la mutación debido a la alta tasa de producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la capacidad de reparación del ADN limitada en mitocondrial. Estudios previos demostraron que el aumento del número de copias de ADNmt de indemnización por daños, que se asoció con el consumo de cigarrillos, se ha encontrado que se asocia con el riesgo de cáncer de pulmón entre los fumadores empedernidos. Teniendo en cuenta que la común y "no patológico" variaciones de ADNmt determinar las diferencias en el rendimiento de la fosforilación oxidativa y la producción de ROS, un determinante importante del riesgo de cáncer de pulmón, que postula que las variaciones de ADNmt pueden jugar un papel en el riesgo de cáncer de pulmón. Para probar esta hipótesis, se realizó un estudio de casos y controles para comparar las frecuencias de haplogrupos de ADN mitocondrial y una eliminación ADNmt 822 pb entre 422 pacientes con cáncer de pulmón y 504 controles. El análisis de regresión logística multivariante reveló que haplogrupos D y F estaban relacionados con la resistencia pulmonar individuo cáncer (OR = 0,465; IC del 95% = 0,329 hasta 0,656,
p Hotel & lt; 0,001; y OR = 0,622; IC del 95% = 0,425 a 0,909,
p = 0,014
, respectivamente), mientras que los haplogrupos G y M7 pueden ser factores de riesgo para el cáncer de pulmón (OR = 3,924; IC del 95% = 1,757 a 6,689,
p & lt
; 0,001; y OR = 2,037; IC del 95% = 1,253 a 3,312,
p = 0,004
, respectivamente). Además, el análisis de regresión logística multivariante reveló que el tabaquismo es un factor de riesgo para el 822 pb ADNmt eliminación. Por otra parte, el aumento de las frecuencias de deleción en el ADNmt en sujetos fumadores de cigarrillos masculinos de casos y controles con el haplogrupo D combinados indicaron que el haplogrupo D podría ser susceptible al daño del ADN de ROS externas causadas por el tabaquismo pesado
Cita.: Zheng S, Qian P, Li F, Qian G, Wang C, Wu G, et al. (2012) Asociación de variaciones en el ADN mitocondrial con cáncer de pulmón de riesgo en una china Han Población del sudoeste de China. PLoS ONE 7 (2): e31322. doi: 10.1371 /journal.pone.0031322
Editor: Pan-Chyr Yang, el Hospital de la Universidad Nacional de Taiwán, Taiwán
Recibido: 28 Septiembre, 2011; Aceptado: January 5, 2012; Publicado: 21 Febrero 2012
Derechos de Autor © 2012 Zheng et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Esta investigación fue financiado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Nos. 30772456, 81170044), becas de la Fundación de Ciencias Naturales de la Tercera Universidad médica Militar (núms. 2007XG57, 2010XLC29), así como becas de la Fundación de Ciencias Naturales de Chongqing (núm 2009BA5055) adjudicado a Fuyun Ji. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
el cáncer de pulmón ha sustituido el cáncer de hígado para convertirse en la principal causa de muerte por cáncer en china, que representan el 22,7% de todas las muertes por cáncer [1]. Las tasas de morbilidad y mortalidad siguen aumentando rápidamente y los pacientes con cáncer de pulmón alcanzarán un millón en 2025 si no se tomaran medidas eficaces de control [2]. El hábito de fumar y el asbesto son las dos causas principales de cáncer de pulmón, sin embargo, no todos los que han estado expuestos a los factores de riesgo desarrollarán cáncer de pulmón, lo que sugiere que otras causas, incluyendo la susceptibilidad genética, podría contribuir al riesgo de cáncer de pulmón individual y que pueden existir interacciones entre genes y medio ambiente [3] - [5]
hasta ahora, muchos estudios se han centrado en las variantes genéticas de los genes que codifican el ADN genómicos nucleares para investigar la interacción entre genes y medio ambiente de las variantes genéticas de. los genes con el riesgo de cáncer de pulmón y encontraron que varios polimorfismos de los genes, como CYP2E1, CYP1A1, XRCC1, y otros están asociados con el riesgo de cáncer de pulmón [6] - [9]. Sin embargo, muy pocos estudios han investigado el papel de las variaciones en el ADN mitocondrial (ADNmt) en la susceptibilidad individual al cáncer de pulmón. A través del ciclo y la fosforilación oxidativa Krebs (OXPHOS), las mitocondrias producen ATP tanto para ayudar a las células sobreviven y aproximadamente 85% de las especies reactivas de oxígeno intracelulares (ROS), que puede promover la diferenciación celular o inducir la apoptosis. ADN mitocondrial humano es una molécula circular de aproximadamente 16,5 kb, ARN de transferencia (ARNt 22 de codificación), 2 ARN ribosomal (ARNr) y 13 subunidades de la cadena respiratoria que son esenciales para las funciones respiratoria de la mitocondria [10], [11]. Estudios anteriores han demostrado que algunos haplogrupos de ADN mitocondrial se asocian con la susceptibilidad humana a las enfermedades metabólicas y degenerativas, y la influencia de la longevidad y la carcinogénesis en condiciones en que se cree la producción de ROS mitocondrial jugar un papel [12] - [15]. Además, el común y "no patológicas" variaciones del ADN mitocondrial que definen haplogrupos de ADN mitocondrial se han encontrado para determinar las diferencias en el rendimiento de la fosforilación oxidativa y la producción de ROS en ratones y seres humanos [16] - [19].
Se ha estableció que el ADNmt es particularmente susceptible al daño oxidativo y la mutación debido a la alta tasa de producción de ROS y la capacidad de reparación del ADN limitado en la mitocondria [20], [21]. El consumo de cigarrillos es una exposición que induce el estrés oxidativo mediante la creación de ROS en el cuerpo humano [22], [23]. el estrés oxidativo crónico puede inducir daño en el ADN mitocondrial, lo que lleva a mutaciones puntuales, inserciones o deleciones [24], [25]. La acumulación de daño oxidativo y las variaciones de secuencias resultantes en el ADNmt pueden en última instancia conducir a la fosforilación oxidativa anormal en las células afectadas, que puede jugar un papel en la aparición de enfermedades relacionadas con la mitocondria. Recientemente, el número de copias de ADNmt aumento de indemnización por daños se ha encontrado que se asocia positivamente con el riesgo subsiguiente de cáncer de pulmón entre los fumadores empedernidos [26].
Dado que el común y "no patológicas" variaciones del ADN mitocondrial que definen un haplogrupo ADNmt contribuyen a las diferencias en el rendimiento y la producción de ROS intracelular de la fosforilación oxidativa y que el nivel de ROS presente es un determinante importante del riesgo de cáncer, que postula que las variaciones del ADN mitocondrial que definen algunos haplogrupos de ADNmt pueden desempeñar un papel en la susceptibilidad al cáncer de pulmón. Para probar esta hipótesis, un estudio de casos y controles se llevó a cabo para investigar el papel de la variación de ADNmt en el riesgo de cáncer de pulmón en una población china Han desde el sudoeste de China. Además, se analizaron las interacciones entre genes y medio ambiente las variaciones del ADN mitocondrial y el consumo de cigarrillos acumulativo.
Materiales y Métodos
Grupo de Estudio
Los pacientes (n = 442) con primaria cáncer de pulmón diagnosticado de septiembre 2007 a diciembre 2008 fueron reclutados por el Instituto de Enfermedades respiratorias del hospital Xinqiao humano. Todos los pacientes fueron diagnosticados recientemente, histológicamente confirmado y no tratados previamente. 504 años y muestras de control de sexo similares se obtuvieron de individuos en el Centro de Examen Físico del Hospital Xinqiao entre noviembre de 2007 y diciembre de 2008. El criterio de exclusión para el grupo control fue ningún historial de cáncer. Todos los sujetos no estaban relacionados al menos dentro de tres generaciones. Después de explicar el propósito y los procedimientos del estudio, todos los participantes firmaron un formulario de consentimiento informado por escrito y completaron un cuestionario detallado con respecto a sus hábitos de fumar. Las muestras de sangre fueron extraídas en tubos de Na-EDTA de todos los sujetos y se almacenaron a -70 ° C para la extracción de ADN genómico. El estudio fue aprobado por el Comité Ético del Hospital Xinqiao, Tercera Universidad Médica Militar.
ADNmt haplogrouping
ADN genómico fue extraído de sangre total utilizando el QIAamp DNA Blood Mini Kit según las instrucciones del fabricante (QIAGEN, Maryland, EE.UU.). MtDNA haplogrouping se completó como se describe por Li [27]. En pocas palabras, toda la muestra de ADNmt se amplificó en 22 fragmentos de PCR solapantes y luego se digirió con 14 endonucleasas de restricción [28], [29]. Un control negativo se incluyó en cada PCR-restricción de longitud de fragmentos polimorfismo análisis (PCR-RFLP) para ADNmt haplogrouping para evitar la contaminación artificial causada por el potencial de cruce de la muestra. El análisis de PCR-RFLP se complementó mediante la secuenciación del segmento hipervariable I (HVS-I, a partir de las posiciones 16.024 a 16.383, con relación a la secuencia revisada Cambridge Referencia del ADNmt, rCRS) [30]. Además, ADNmts seleccionados que representan los linajes principales (incluyendo haplogrupos A, B, D, F, G, M7 y M8) fueron completamente secuenciados. Los haplotipos de ADNmt, basados en las secuencias de PCR-RFLP y HVSI, se clasificaron en haplogrupos de acuerdo con los análisis filogenéticos de ADNmts y Mitomap-Filogenia [31] - [36]
La detección de una deleción 822 bp de. ADNmt
los cebadores utilizados para la detección de un 822 pb ADNmt eliminación fueron los siguientes: 1-ADNmt (Delantero): 5'-TTCGCCTACACAATTCTCCG-3 'y ADNmt-2 (inversa): 5'-3-ACAGATACTGCGACATAGGG '. Las amplificaciones por PCR se realizaron en un volumen total de 25 l que contenía 200 mmol /L de cada dNTP, 0,35 mol /L de cada uno de los cebadores directo e inverso, 50 mmol /L de KCl, 10 mmol /L de Tris-HCl (pH 9,0) , 1,5 mmol /l de MgCl
2, y 1 U de Taq ADN polimerasa (Promega, Shanghai, china). Las condiciones de ciclación incluían una única etapa de pre-desnaturalización a 94 ° C durante 4 min, seguido de 39 ciclos de desnaturalización a 94 ° C durante 40 s, hibridación a 59 ° C durante 30 s, alargamiento a 72 ° C durante 1 min, y una incubación final a 72 ° C durante 10 min. Los productos de PCR se visualizaron mediante electroforesis en 1.5% geles de agarosa teñidos con bromuro de etidio. Cinco bandas que contienen la deleción seleccionados al azar fueron cortadas de los geles de agarosa y el ADN se purificó utilizando un kit de extracción de gel de ADN (GENERAY, Shanghai, China). A continuación, el ADN purificado se clonó en el vector pMD®18-T de acuerdo con las instrucciones del fabricante (Takara, Dalian, China). Veinte clones fueron seleccionados al azar para la secuenciación posterior. Las ubicaciones de los límites de deleción (s) se determinaron por alineamiento de la secuencia del producto PCR con los rCRS de ADNmt [30]. Con el fin de detectar niveles extremadamente bajos de la deleción de ADNmt, se aplicó un método de PCR anidado. Primers ADNmt-1 y ADNmt-2 se utilizaron para la reacción de PCR primaria. 1 l de los productos de PCR primarias se utilizó como molde para la reacción secundaria utilizando cebadores ADNmt-1 y ADNmt-3 (Reverse: 5'-GGCTTTATGACCCTGAAGTAG-3 '). Las condiciones de PCR para las reacciones secundarias fueron similares a las descritas para la PCR primaria. Los productos de PCR se visualizaron mediante electroforesis en geles de agarosa al 2,0% teñidos con bromuro de etidio.
Análisis de datos
El consumo de cigarrillos se estratificó por el número medio de años-paquete de casos y controles combinados (1 paquete-año = 20 cigarrillos por día durante 1 año). Los casos y controles se compararon por el estudiante de
t-test
para las variables continuas y la prueba de chi-cuadrado de Pearson o la prueba exacta de Fisher para las variables categóricas. Para comparaciones múltiples de haplogrupos de ADN mitocondrial, la corrección de Bonferroni se utilizó (nivel de significación requerido = 0.05 por número de comparaciones). Para evaluar el efecto independiente de cada haplogrupo ADNmt análisis de regresión logística multivariante, con ajustes para posibles factores de confusión (edad, sexo y hábitos de fumar), se llevaron a cabo para calcular la odds ratio ajustada (OR) y los intervalos de confianza del 95% (95% CI) . La evaluación de la asociación entre el ADN mitocondrial eliminación y el tabaquismo se ha realizado mediante una prueba de asociación lineal por lineal después de la estratificación basada en el consumo de cigarrillos. Todos los análisis estadísticos se realizaron con el paquete estadístico para Ciencias Sociales 15 para Windows (SPSS Inc., Chicago, IL, EE.UU.).
Resultados
Características de los sujetos
En total, 442 pacientes no relacionados y no relacionados 504 controles fueron reclutados de suroeste de china para el estudio. No hay fumadores de cigarrillos femeninos estaban reunidos. Las características descriptivas de la población del estudio se presentan en la Tabla 1. La mediana del número de años-paquete de casos y controles combinados se utilizó como punto de corte para estratificar a los sujetos fumadores de cigarrillos. Como se muestra en la Tabla 1, la distribución de los tipos de tumores entre los pacientes fue el siguiente: adenocarcinoma, 37,33%; carcinoma de células escamosas, 26,02%; otros no-carcinoma de células pequeñas, 22,4%; y el carcinoma de células pequeñas, 14,25%. Como era de esperar, los casos más cigarrillos fumados (
p Hotel & lt; 0,001).
ADNmt haplogrouping
El haplogrouping ADNmt se completó en todos los casos y controles. Todos los sujetos fueron clasificados en 17 haplogrupos de ADN mitocondrial comunes asiática por análisis de PCR-RFLP y secuenciación HVS I. La distribución de haplogrupos de ADN mitocondrial en ambos casos y controles se muestran en la Tabla 2. Prueba de chi-cuadrado de Pearson o la prueba exacta de Fisher reveló que, en comparación con los controles, los haplogrupos de ADN mitocondrial G, M7 y M8 (M8a + C + Z) fueron significativamente más altos y haplogrupos D y F significativamente menor entre los casos (
p Hotel & lt; 0,001,
p = 0,001
,
p = 0,003
,
p Hotel & lt; 0,001 y
p = 0,001
, respectivamente). Cuando se aplicó la corrección de Bonferroni (nivel de significación requerido = 0.05 por número de comparaciones), haplogrupo M8 podría no llegar a la ajustada
p
valor de corte de & lt; 0,0029. Un análisis multivariante de regresión logística con ajustes por edad, sexo y tabaquismo reveló que, sobre la base de un
p
valor de & lt; 0,05, haplogrupos D y F se asocia con la resistencia del cáncer de pulmón de los individuos (OR = 0,465 , IC del 95% = ,329-0,656,
p Hotel & lt; 0,001; y OR = 0,622; IC del 95% = 0,425 hasta 0,909,
p = 0,014
, respectivamente), mientras que G y haplogrupos M7 podría ser factores de riesgo para el cáncer de pulmón (OR = 3,924; IC del 95% = 1,757 a 6,689,
p Hotel & lt; 0,001; y OR = 2,037; IC del 95% = 1,253 a 3,312,
p
= 0,004, respectivamente).
Detección de la pequeña deleción en el ADNmt
cebadores ADNmt-1 y ADNmt-2 se utilizaron principalmente para detectar la deleción de ADNmt. En la amplia ADNmt tipo, los cebadores sólo se obtuvo un producto con 1129 pares de bases. En sujetos con deleción en el ADNmt, los cebadores amplificaron productos con 1.129 pb y un producto aberrante de aproximadamente 300 pb (fig. 1A). Los fragmentos de ADN purificados a partir de cinco bandas seleccionadas al azar que contienen la deleción fueron clonados en pMD®18-T vector y secuenciados. Los datos de secuenciación revelaron que la porción eliminada del fragmento de ADN mitocondrial fue de aproximadamente 822 pb, que comienza entre las posiciones de nucleótidos 15587-15591 (NPS) y termina entre 16408-16412 NPS (Fig. 1C). Debido a que ambos extremos de la región eliminada tienen los mismos nucleótidos 5 pb (CTCCG, 5 repeticiones directas cortas pb), los puntos de inicio y final exactos de la deleción no se pudo determinar. Con el fin de detectar niveles extremadamente bajos de la deleción de ADNmt, se aplicó un método de PCR anidada para todos los casos y controles. En la amplia ADNmt tipo, los cebadores de ADN mt-1 y ADNmt-3 sólo se obtuvo un producto con 956 pb. En sujetos con deleción en el ADNmt, los cebadores de productos con 956 pb y un producto aberrante con 134 pb (Fig. 1B) amplificados.
(A) los productos de amplificación de PCR con cebadores de ADN mt-1 y ADNmt-2. El carril de la derecha es DL marcador molecular 2000. W1, W2, W3 y muestra productos de PCR con 1129 pares de bases de ADN mitocondrial tipo de ancho, M1, M2, M3 y M4 que indica los productos de PCR con 1.129 pb y 307 pb del mutante ADNmt. productos (B) de PCR amplificados con los cebadores ADNmt-1 y ADNmt-3. El carril de la derecha es DL marcador molecular 2000. W1 y W2 que muestra productos de PCR con 956 pb de tipo amplia ADNmt, M1, M2, M3 y M4 que indica productos de PCR con 956 pb y 134 pb del mutante ADNmt. (C) El 822 pb ADNmt deleción en la representación esquemática de un genoma mitocondrial linealizado. nucleótidos mitocondriales se numeran de acuerdo con rCRS de ADNmt [30]. repeticiones de nucleótidos en o cerca de los sitios de escisión están entre corchetes. La colocación de ▾ por encima del soporte indica que el sitio de escisión exacto dentro de la repetición de nucleótidos era desconocido. El fragmento de ADNmt suprimido cubierto de 15587-15591 16408-16412 de NPS NPS. CTCCG mostró las 5 repeticiones directas cortas pb en ambos extremos de las regiones de deleción. La supresión se formó por escisión dentro de las repeticiones directas 5 pb.
Distribución del 822 pb ADNmt deleción entre los casos y controles
Cuando se agruparon los sujetos de ambos casos y controles y estratificado por número medio de años-paquete de casos y controles combinados, una prueba posterior asociación lineal por lineal se desprende una tendencia cada vez mayor de ADNmt eliminación de los no fumadores a los grupos de fumadores pesados (tanto
valor de p
y
p
tendencia & lt; 0,001) (figura 2A).. Las frecuencias de ADNmt deleción entre la luz fumadores y sujetos fumadores pesados combinados de casos y controles y estratificados por el hábito de fumar se compararon y se les da en la Fig. 2B. prueba de chi-cuadrado de Pearson o la prueba exacta de Fisher reveló que la deleción fue significativamente más frecuente en los sujetos fumadores pesados (
p Hotel & lt; 0,001). Los análisis de regresión logística multivariante ajustado por edad y sexo reveló que el consumo de cigarrillos podría ser un factor de riesgo para la supresión ADNmt (OR = 6,540; IC del 95% = 3,247 a 13,174, ajustado
p Hotel & lt; 0,001). Además, en comparación con los controles, la deleción de ADNmt fue significativamente enriquecido en los casos de cáncer de pulmón (
p
& lt; 0,001) (Fig. 2C). análisis de regresión logística multivariante con ajuste por edad, sexo y hábitos de fumar revelaron que el riesgo de cáncer de pulmón para la supresión ADNmt era 3,8 veces mayor que la de los controles (OR = 3,776, IC del 95% = 2,662-5,355, ajustados
p Hotel & lt; 0,001). Curiosamente, la ocurrencia de ADNmt eliminación fue significativamente mayor en los sujetos no fumadores femeninos que la de los sujetos no fumadores masculinos de casos y controles combinados (
p Hotel & lt; 0,001) (Fig. 2D). Un análisis multivariante de regresión logística ajustado por edad reveló que el riesgo de los sujetos femeninos no fumadores para la supresión ADNmt era 5,8 veces mayor que la de los sujetos masculinos no fumadores (OR = 5,814, IC del 95% = 3,279 a 10,309, ajustado
p
. & lt; 0,001)
Del, su eliminación. La mediana del número de años-paquete de casos y controles combinados se utilizó como punto de corte para estratificar a los sujetos fumadores de cigarrillos. El sencillo de barras que representa la proporción de individuos que tuvieron la supresión o no. * Indica
p Hotel & lt; 0,001. (A) Distribución de la deleción de ADNmt entre los sujetos agrupados de casos y controles y estratificados por paquetes-años de tabaquismo. Los no fumadores que no tenían antecedentes de tabaquismo; Light-fumadores que fumaban 1-30 años del hábito de fumar; Pesados fumadores que fumaban & gt; 30 años del hábito de fumar;
p
tendencia se calculó mediante la prueba de chi-cuadrado para lineal por lineal asociación (ambos
p
valor y
p
tendencia & lt; 0,001). (B) Distribución de la deleción de ADNmt entre-cigarrillos ligeros y pesados-cigarrillos sujetos fumadores de casos y controles combinados. Light-fumadores que fumaban 0-30 años del hábito de fumar; Pesados fumadores que fumaban & gt; 30 años-paquete de tabaco. OR (95% IC) y
valor de p
se determinó mediante análisis de regresión logística multivariante, ajustado por edad y sexo (OR = 6,540; IC del 95% = 3,247 a 13,174, ajustado
valor & lt; p
0,001). (C) Distribución de la deleción de ADNmt entre los casos y controles. En comparación con los controles, deleción en el ADNmt se enriqueció de manera significativa en los casos de cáncer de pulmón (
p Hotel & lt; 0,001). OR (95% IC) y
valor de p
determinado por análisis de regresión logística multivariante con el ajuste de los hábitos de edad, sexo y tabaquismo (OR = 3,776, IC del 95% = 2,662-5,355, ajustados
p
& lt; 0,001). (D) La distribución de la deleción de ADNmt entre los sujetos fumadores de cigarrillos no agrupados de casos y controles y estratificados por sexo. Los no fumadores que no tenían antecedentes de tabaquismo. OR (95% IC) y
p valor
se determinó mediante análisis de regresión logística multivariante ajustado por edad (OR = 5,814; IC del 95% = 3,279 a 10,309, ajustado
p Hotel & lt; 0,001).
Distribución del 822 pb supresión en el ADNmt haplogrupos de ADN mitocondrial de casos y controles combinados
las frecuencias de ADNmt su eliminación en los principales haplogrupos de ADN mitocondrial de casos y controles combinados se da en la Tabla 3 . Como se muestra en la Tabla 3, la prueba de chi-cuadrado de Pearson o la prueba exacta de Fisher reveló que la deleción fue significativamente más frecuente en sujetos con ADNmt haplogrupos D (
p Hotel & lt; 0,001). Los análisis de regresión logística multivariante ajustado por edad, sexo y hábitos de fumar revelaron que el haplogrupo D podría ser un factor de riesgo para el 822 pb ADNmt deleción (OR = 1,906; IC del 95% = 1,359-2,738, ajustado
p Hotel & lt; 0,001). Las frecuencias de ADNmt su eliminación en los principales haplogrupos de ADNmt entre los sujetos fumadores de cigarrillos masculinos y sujetos fumadores de cigarrillos no masculinos de casos y controles combinados se presentan en la Tabla 4 y 5, respectivamente. Como se indica en la Tabla 4, el haplogrupo D resultó ser un factor de riesgo para la supresión ADNmt entre los sujetos fumadores de cigarrillos varones (OR = 2,752; IC del 95% = 1,699-4,456, ajustado
p Hotel & lt; 0,001). Como se muestra en la Tabla 5, la eliminación se enriqueció en sujetos con ADNmt haplogrupos G entre sujetos varones fumadores de cigarrillos no (
p = 0,036
). Un análisis multivariante de regresión logística ajustado por edad reveló que sobre la base de un
p valor Red de & lt; 0,05, haplogrupos G podría ser un factor de riesgo para la supresión ADNmt en sujetos fumadores de cigarrillos no masculinos de casos y controles combinados (OR = 3,906; IC del 95% = 1,381 a 12,255, ajustado
p = 0,017
).
Discusión
En el presente estudio, el ADNmt haplogrupos D y F resultaron ser beneficiosa para la resistencia de los individuos para el cáncer de pulmón, mientras que haplogrupos G y M7 se asociaron con un mayor riesgo de cáncer de pulmón en una población china han desde el sudoeste de china. Además, el tabaquismo es un factor de riesgo para el 822 pb ADNmt haplogrupos de ADN mitocondrial y la eliminación D era susceptible al daño de ROS externas causadas por el tabaquismo. Los resultados proporcionan evidencias desde el punto de ADNmt que la interacción entre genes y medio ambiente existe en la susceptibilidad individual al cáncer de pulmón. Para nuestro conocimiento, este es el primer estudio que informa la asociación de riesgo de cáncer de pulmón con las variaciones del ADN mitocondrial y del hábito de fumar cigarrillos con el 822 pb ADNmt de eliminación que comienza entre 15587-15591 NPS y termina entre 16408-16412 NPS.
el 822 pb ADNmt deleción se encuentra accidentalmente a estar presentes en muchas muestras cuando se usaron los cebadores de ADN mt-1 y de ADNmt-2 para amplificar el fragmento de ADN mitocondrial para la posterior secuenciación de HVS I en el estudio. En principio, mediante el protocolo de PCR anidada, es posible concentrar moléculas eliminadas en la primera etapa de PCR y detectar moléculas individuales. Por lo tanto, todas las muestras (casos y controles) fueron luego re-amplificaron utilizando el método de PCR anidada más sensible para detectar niveles extremadamente bajos de la deleción de ADNmt. Para investigar el papel de la deleción de ADNmt en la población estudiada, las frecuencias de ADNmt eliminación se compararon entre los sujetos fumadores de cigarrillos ligeros y pesados sujetos fumadores de cigarrillos de casos y controles combinados. La comparación reveló que la supresión ADNmt fue significativamente más frecuente en los sujetos fumadores pesados en comparación con sujetos fumadores ligeros. El análisis de regresión logística multivariante reveló que el tabaquismo es un factor de riesgo para la supresión ADNmt. Muchas de las sustancias presentes en el humo del cigarrillo son productos químicos que pueden generar ROS dentro del cuerpo humano para introducir el estrés oxidativo que se cree que participan en la carcinogénesis pulmonar [37], [38] y las mutaciones del ADN mitocondrial [39] - [41]. Recientemente, se ha informado de que el número de copias de ADNmt aumentado se asocia con el desarrollo futuro de cáncer de pulmón entre los fumadores empedernidos de indemnización por daños debido a la capacidad de reparación del ADN mitocondrial limitado de [26]. Por lo tanto, los hallazgos previos de que los fumadores de cigarrillos pesados tendrían dosis internas más altas de ROS [42], [43] y el aumento de ADNmt número de copias [26] que los fumadores de cigarrillos ligeros apoyaron nuestros hallazgos de que los fumadores pesados habrían mayor frecuencia de deleción en el ADNmt en comparación con los fumadores de cigarrillos ligeros.
ADNmt supresiones generalmente se cree que son el resultado de daños en el ADN-oxiradical inducida, pero el mecanismo de eliminación es poco conocido. La mayoría de las deleciones del ADNmt son en su mayoría (~ 85%) flanqueado por repeticiones directas cortas [44], [45]. Actualmente, existen dos propuestas sobre la formación de deleciones de ADNmt. Una de las propuestas es que el ADNmt eliminación podría ser generada a través de un mecanismo de réplica de soporte deslizado [46]. Sin embargo, la propuesta fue cuestionada por la reciente modificación del modelo de desplazamiento de cadena que sostiene que no existen grandes regiones de ADN de cadena sencilla, más bien, la plantilla de hebra retrasada está ampliamente protegida por la RNA [47], [48]. Otra propuesta es que las deleciones del ADNmt podrían ser generados durante la reparación del ADN dañado causado por el aumento del estrés oxidativo de cualquier causa [49]. La última propuesta fue apoyada por muchas evidencias de
E. coli
, los ratones a células humanas [50] - [53]. El 822 pb ADNmt eliminación detectado en el estudio también está flanqueada por 5 bp repite corto directos (CTCCG) (Fig. 1C). Nuestros resultados proporcionan evidencia indirecta para apoyar la propuesta que más tarde las deleciones de ADNmt podrían crearse durante la reparación del ADN dañado generado por el consumo de cigarrillos. La comprensión de los mecanismos implicados en la generación y expansión clonal posterior, merece la pena investigar más a fondo.
, Se encontró
En comparación con los controles deleción en el ADNmt para ser enriquecido en los casos. Con el fin de investigar si la deleción en el ADNmt se asoció con algunos haplogrupos de ADN mitocondrial, se analizaron las frecuencias de deleción en el ADNmt en las principales haplogrupos de ADN mitocondrial de casos y controles combinados y los datos revelaron que la deleción fue significativamente más frecuente en el ADNmt haplogrupos D y logística multifactorial los análisis de regresión revelaron que el haplogrupo D podría ser un factor de riesgo para la supresión ADNmt. Dado que el tabaquismo es un factor de riesgo para la supresión ADNmt y no sujetos fumadores de cigarrillos femenina se reunieron en el estudio, los sujetos masculinos reunidos a partir de casos y controles fueron estratificados por tabaquismo en sujetos fumadores de cigarrillos masculinos y sujetos fumadores no son cigarrillos varones a analizar más a fondo la asociación de ADNmt haplogrupos de ADN mitocondrial con deleción. El análisis de las frecuencias de deleción en el ADNmt en las principales haplogrupos de ADNmt entre sujetos varones fumadores de cigarrillos también reveló que el haplogrupo D podría ser factores de riesgo para la deleción en el ADNmt. No hubo diferencias significativas similar se encontró entre los sujetos fumadores de cigarrillos no masculinos. Sin embargo, el ADNmt haplogrupo G se encontró que era un factor de riesgo para la supresión entre los sujetos fumadores de cigarrillos no masculinos. Curiosamente, la eliminación se enriqueció en los sujetos fumadores de cigarrillos no femeninos en comparación con sujetos fumadores de cigarrillos no masculinos de casos y de control combinados. Una razón por la que la hipótesis para explicar esta diferencia es que la cocción de los humos del aceite podría ser un factor de riesgo mayor para la eliminación del ADNmt para las mujeres que cocinan con mucha más frecuencia que los hombres en el sudoeste de China.
Se encontraron varias haplogrupos de ADN mitocondrial para desempeñar papeles de la longevidad humana, la carcinogénesis, la neuropatía óptica hereditaria de Leber (NOHL), y otras enfermedades metabólicas y degenerativas. ADNmt haplogrupo D es uno de estos haplogrupos de ADN mitocondrial. Haplogroup D se define por la C5178A variación específica en NADH deshidrogenasa mitocondrial de la subunidad 2 (ND2). Estudios previos mostraron que el efecto protector de una sustitución Leu → Met en el aminoácido 237 (L237M) de ND2 (C5178A) contra el daño oxidativo a las mitocondrias no sólo contribuye a la longevidad humana [13], [16], pero también proporciona una fuerte anti- efectos ateroscleróticas en pacientes diabéticos y protege contra el infarto de miocardio [14]. Por lo tanto, el efecto protector de haplogrupo D contra el daño oxidativo también puede disminuir el riesgo de cáncer de pulmón. La frecuencia del haplogrupo J, que se encontró que se correlaciona con una menor eficiencia de la cadena de transporte de electrones (ETC), la disminución de ATP, la disminución de la producción de ROS y la acumulación en las personas de edad avanzada, se aumentó en los pacientes con LHON y la esclerosis múltiple debido a su limitado potencia para compensar la deficiencia energética mitocondrial [18], [19]. Del mismo modo, haplogrupo D podría explicar el aumento de la frecuencia de la variante C5178A en personas de edad avanzada, que es causada por una disminución del daño oxidativo [13], [16]. Sin embargo, una vez que los ROS externos producidos por el aumento de consumo de cigarrillos, la frecuencia de los ADNmt de deleción se incrementa en sujetos FUMADOR con haplogrupo D. Una razón por la que la hipótesis para explicar los fenómenos que el haplogrupo D ADNmt se encontró que era protector en el cáncer de pulmón, mientras deleción en el ADNmt se enriqueció en los sujetos de cigarrillos fumadores masculinos con ADNmt haplogrupo D de casos y controles combinados es que los individuos con el haplogrupo D podrían ser susceptibles al daño de ROS externas causadas por el tabaquismo. Se han propuesto los residuos de metionina para constituir un importante antioxidante mecanismo de defensa [54]. Según el modelo predicho de humano ND2 molecular [55], la sustitución Leu → Met en el aminoácido 237 (L237M) de ND2 (C5178A) está expuesta en la superficie del complejo I y pueden desempeñar un papel importante en efecto protector contra el daño oxidativo a las mitocondrias como un eliminador de oxidante eficaz [13]. La localización del residuo de metionina (Met Leu →) en la superficie del complejo I también puede ser un objetivo para el daño del aumento de ROS lo causó. La estructura de residuos o superficie dañada del complejo I podría causar o exacerbar la supresión del ADNmt. La otra razón se supone que debemos explicar los fenómenos es que el riesgo de cáncer de pulmón y la supresión ADNmt no se vieron afectadas únicamente por las variaciones del ADN mitocondrial. El fondo nuclear en el que los haplogrupos de ADNmt se clasifican y se encontró que la deleción de ADNmt también pueden contribuir a la susceptibilidad de los individuos al riesgo de cáncer de pulmón y la deleción de ADNmt. La investigación de la generación endógena de ROS y el efecto protector contra el daño oxidativo a las mitocondrias bajo diferentes condiciones de los diferentes haplogrupos de ADN mitocondrial con el mismo fondo nuclear, o la investigación de los diferentes antecedentes nuclear con los mismos haplogrupos de ADN mitocondrial, puede ayudarnos, al menos en parte, a explorar los mecanismos fundamentales.
haplogrupo F también se identificó con menos frecuencia en los casos de cáncer de pulmón como haplogrupo D, pero no se encontraron diferencias significativas en las frecuencias de deleción en el ADNmt entre los sujetos de cigarrillos fumadores masculinos con haplogrupo haplogrupo F.