Extracto
entender el impacto de múltiples variantes genéticas y sus interacciones en la penetrancia de la enfermedad de la próstata familiar múltiple cáncer es muy relevante para la comprensión general de la carcinogénesis. Se evaluó el efecto conjunto de los dos loci en rs4242382 en 8q24 y rs10486567 en 7p15.2 con este fin. Se analizaron los datos de un estudio genético basado en la familia finlandesa, que estaba compuesto de 947 hombres, incluyendo 228 casos en 75 familias, para evaluar los efectos respectivos de los dos loci en la penetrancia de la enfermedad; en particular, la aparición y el número de casos de cáncer de próstata dentro de una familia se utilizaron para evaluar las interacciones entre los dos loci en virtud de los modelos de regresión de Poisson multiplicativos aditivo y. El alelos de riesgo A en rs4242382 (OR = 1,14, IC del 95%: 01.08 a 01.19, P & lt; 0,0001) y un alelo de riesgo A en rs10486567 (OR = 1,06, IC del 96% 1.1 a 1.11, p = 0,0208) se encuentra asociado con un mayor riesgo de AEP familiar, especialmente con cuatro o más casos dentro de una familia. Un modelo multiplicativo montado el efecto conjunto mejor que un modelo aditivo (prueba de razón de verosimilitud X
2 = 13.89, P & lt; 0,0001). La influencia del alelo de riesgo A en rs10486567 fue mayor en la presencia del alelo de riesgo A en rs4242382 (OR = 1,09 (01/01 a 01/18) vs. 1,01 (0,95 a 1,07)). Se observaron resultados similares en PrcA no agresiva, pero no en PrcA agresiva. Hemos demostrado que dos loci (rs4242382 y rs10486567) están altamente relacionados con múltiple familiar APCR, y la interacción gen-gen o epistasis estadística fue consistente con el modelo multiplicativo de Fisher. Se observaron asociación y epistasis de estos loci para no agresiva, pero no para los tumores agresivos. El modelo estadístico propuesto puede desarrollarse más para dar cabida a las interacciones de múltiples loci para facilitar la comprensión de la epistasis
Visto:. Chen LS, Fann JC-Y, Chiu SY-H, Yen AM-F, Wahlfors T, Tammela TL, et al. (2014) La evaluación de las interacciones de dos loci (rs4242382 y rs10486567) en el cáncer de próstata familiar: Evaluación estadística de las Epistasis. PLoS ONE 9 (2): e89508. doi: 10.1371 /journal.pone.0089508
Editor: Surinder K. Batra, Universidad de Nebraska Medical Center, Estados Unidos de América
Recibido: 12 Agosto, 2013; Aceptado: January 21, 2014; Publicado: 25 Febrero 2014
Derechos de Autor © 2014 Chen 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:. Este trabajo fue apoyado por la Fundación Sigrid Juselius, la Academia de Finlandia (251.074), el cáncer de Organizaciones de Finlandia, y la financiación competitiva de la Pirkanmaa hospital de Distrito (9N069) concede a JS Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, la decisión de publicar o preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
La predisposición genética y la agregación familiar de cáncer de próstata (AEP) se han demostrado en numerosos estudios; un estudio de gemelos mostró una muy alta puntuación de heredabilidad [1]. Los hombres con un familiar de primer grado afectado en relación tienen dos veces más riesgo de APCR e incluso mayor riesgo de un inicio temprano de la AEP en comparación con los que no tienen tal relación [2], [3]. Los recientes estudios de asociación del genoma han identificado múltiples variantes genéticas en más de 40 loci que están significativamente asociados con un riesgo de cáncer de próstata [4]. Originalmente, estas variantes se encuentran principalmente en un total de cinco regiones cromosómicas; tres regiones independientes de 8q24, en una región de 17q12, y una región de 17q24.3 [5] - [9]. Sin embargo, se ha informado de que una historia familiar es predictivo del riesgo de cáncer de próstata independiente del efecto de los SNPs en las regiones cromosómicas de riesgo asociados [1]. Además de las regiones en los cromosomas 8 y 17, un SNP específico en el
JAZF1
gen en 7p15.2 se ha asociado repetidamente con el riesgo PrcA [10] - [13]. Además de riesgo general, de especial interés son sus asociaciones reportadas con inicio temprano y enfermedad agresiva, así como con la recurrencia bioquímica, lo que sugiere la importancia pronóstica [14] - [16].
El SNP conocido como rs10486567 se encuentra en el intrón 2 de la
JAZF1
, que codifica un represor transcripcional de NR2C2, un receptor huérfano nuclear que está altamente expresado también en el cáncer de próstata [13]
.
Debido a que un número de SNPs son involucrados en riesgo familiar de cáncer de próstata, pero sus efectos principales independientes explican sólo una fracción de la heredabilidad observada, la interacción gen-gen entre loci (salida desde la independencia de los efectos, que se conoce como epistasis en la genética y la modificación del efecto en epidemiología) proporciona una mejora potencial en la comprensión de la componente hereditario del cáncer de próstata [17]. De los SNPs identificados, se seleccionaron dos SNPs, rs4242382 SNP un riesgo comunes y consistentes en 8q24 en el cromosoma 8, y los SNP rs10486567 dentro de
JAFZ1
en el cromosoma 7 con asociaciones consistentes en varias poblaciones y también con diferentes resultados de la enfermedad .
el objetivo de evaluar el impacto de los dos loci en rs4242382 y rs10486567 en el riesgo de cáncer de próstata dentro de una familia. También se evaluó la interacción entre los dos loci en aditivo y modelos multiplicativos. También se realizaron análisis separados de AEP agresivo y no agresivo.
Materiales y Métodos
Fuentes de datos y el diseño del estudio
Los datos utilizados para el análisis que sigue son de una población cohorte basado en que consistía en pacientes con diagnóstico de cáncer de próstata en el hospital de Distrito de Pirkanmaa y sujetos control seleccionados de los donantes de sangre varones anónimas obtenidas de la Cruz Roja finlandesa. El diseño del estudio y la colección de muestras de ADN se han descrito en estudios previos [18], [19]. Los datos utilizados para el análisis de agregación familiar de APCR se derivaron de un estudio que incluyó a la familia finlandesa 947 sujetos de 76 familias con 2-6 miembros de la familia (Figura 1). Se utilizó un diseño de estudio basado en la familia dividiendo estos 947 sujetos en 719 parientes no afectados y 228 casos con APCR. Se seleccionaron los casos no afectados más antiguos para los controles de cada familia. Las edades medias fueron de 61,5 y 65,0 para los parientes no afectados y de los casos, respectivamente. Entre los 228 pacientes con cáncer de próstata, 25% (N = 57) fueron clínicamente avanzada y tenía Gleason Score≥7; que se clasifican como cánceres agresivos. A través de estos casos índices, se encontró que el total de 228 casos de cáncer de próstata entre los miembros de la familia para tener un resultado siguiendo un modelo de regresión de Poisson con los genotipos para los dos loci, rs4242382 en 8q24 y rs 10486567 en 7p, definida como las variables independientes.
Genotipo
Dos loci, rs4242382 en 8q24 y rs 10486567 en 7p15.2, con los genotipos AA, AG y GG, fueron seleccionados para el análisis por las razones expuestas anteriormente. El alelo de riesgo A de rs4242382 en 8q24 se ha informado anteriormente que se asocia con un agresivo PRCA [2], [8], [19] - [24]. El alelo de riesgo del G rs 10486567 en 7p15.2 en el intrón 2 del gen finger1 JAZF de zinc (
JAZF1
) que se observa comúnmente en los europeos [9].
Análisis estadístico
las frecuencias de los dos SNPs se expresaron como porcentajes. Las frecuencias del genotipo AA o AG frente GG se enumeran por el número de hombres afectados por los dos loci. Tomando el número de casos de APCR entre los miembros de la familia de un individuo afectado como resultado, se utilizó un modelo de regresión de Poisson múltiples variables para evaluar el efecto de los genotipos AA /GA frente GG para los dos SNPs en el número de casos de APCR en la familia. Además, se evaluaron las interacciones de genes entre los dos SNPs en los dos modelos de epistasis estadística, el modelo aditivo y modelo multiplicativo propuestas por Fisher. Se utilizó la prueba de razón de verosimilitud con el Criterio de Información de Akaike (AIC) medidas para evaluar si un aditivo o un modelo multiplicativo equipados mejor a los datos cuando se incluyó los dos loci en comparación con apenas un locus.
Resultados
la figura 1 muestra las familias de los 947 sujetos de estudio, donde 719 de ellos estaban sanos y 228 diagnosticados de APCR. Se incluyeron 30 familias con dos miembros con PRCA, 26 familias con tres, 12 familias con cuatro, seis familias con cinco, y dos familias con seis miembros de la familia con diagnóstico de APCR.
Las frecuencias alélicas se calcularon como el 6,4% de AA (n = 61), el 31,8% de GA (n = 301), y el 61,8% de GG (n = 585) para rs4242382; 6,5% de AA (n = 61), 36,9% de GA (n = 348), y 57,6% de GG (n = 534) para rs10486567.
La frecuencia del alelo de riesgo A (AA o GA ) en rs4242382 aumentó de 34,2% para las familias con dos casos PrcA hasta un 53% para las familias de la familia con al menos cinco miembros afectados (Tabla 1). Del mismo modo, la frecuencia del alelo A en riesgo rs10486567 aumentó de 42,2% para las familias con dos miembros afectados hasta el 49,4% para los que tienen cinco o más casos. Una relación igual de fuerte, no se encontró para las frecuencias de los alelos de riesgo y el número de casos agresivos APCR.
En el análisis de regresión de Poisson teniendo en cuenta la edad como un factor de confusión, el alelo de riesgo A en rs4242382 se asoció con un mayor riesgo de múltiples casos familiares PRCA (ORa = 1,19, IC del 95% 1.8 a 1.19, P & lt; 0,0001, Tabla 2). Además, el alelo A en riesgo rs10486567 mostró un efecto significativo, pero un poco más débil (ORa = 1,06; IC del 95%: 01.01 a 01.11, p = 0,0208).
Cuando se consideraron simultáneamente los dos loci en un modelo aditivo, los coeficientes de regresión se redujo ligeramente de ORa = 1,14 (01/08 a 01/19) para ORa = 1,13 (01/08 a 01/19) para el alelo de riesgo a en rs4242382, así como de ORa = 1,06 (01/01 a 01/11) para ORa = 1,04 (1,00-1,09) para el alelo a en riesgo rs10486567. La adición de cualquiera de alelo de riesgo mejorado el ajuste del modelo a un nivel estadísticamente significativo en comparación con un modelo único locus (riesgo alelo A en rs4242382 resultó en X
2
(1) = 183.0093, P & lt; 0,0001, y la A en rs10486567 con X
2
(1) = 16.89, P & lt; 0,0001, Tabla 1), lo que sugiere que los efectos de los dos alelos de riesgo eran independientes en el contexto del modelo aditivo. Se observaron resultados comparables para no agresivo APCR, aunque el alelo de riesgo A en rs4242382 fue más influyente que el alelo A en riesgo rs10486567 siendo este último no significativa (p = 0,74). Para la agresiva APCR, ninguna mejora significativa se encontró que el modelo solo lugar cuando el modelo de dos loci se utilizaron (P-valores 0,46 y 0,49).
El modelo multiplicativo con un término de interacción para los dos SNPs equipado los datos significativamente mejores que los modelos multiplicativos aditivo correspondiente o (P = 0,0002, Tabla 3; AIC = 7713.23, ver Tabla S1 S1 en el archivo). Una mejora significativa se observó también para los datos de no agresivo PRCA, pero no de la agresiva PRCA. El efecto del alelo A en riesgo rs4242382 se modificó por el alelo de riesgo A en rs10486567, como se muestra en la Tabla 3 junto con los resultados de cada locus estratificación por el otro alelo de riesgo A para PRCA y no agresivo PRCA. El efecto del alelo A en riesgo rs10486567 era más fuerte en presencia del alelo A en riesgo rs4242382 (ORa = 1,09, 1/1 a 1/18 vs. 1,01, 0,95 a 1,07), lo que indica un epistasis sinérgica (Tabla 4). Se observó un hallazgo similar para el efecto de rs4242382 en relación con rs10486567 (ORa = 1,18, 1.10 a 1.27, en ausencia de este último vs. 1.09, 1.2 a 1.16, cuando se lleva a ambos). Tal efecto sobre la modificación del riesgo entre los dos loci también se observó para no agresivo APCR.
La figura 2 muestra la probabilidad de tener al menos cuatro casos PrcA entre los miembros de la familia predicha por la ecuación de Poisson Modelo de regresión. Los que tenían el alelo de riesgo A en tanto rs4242382 y rs10486567 mostró mayor probabilidad de tener al menos cuatro familiares afectados. La Figura 3 muestra también las probabilidades de tener al menos cuatro casos PrcA entre los miembros de la familia en combinación con tener el alelo de riesgo A en rs4242382 y rs10486567 al. Los portadores del alelo de riesgo para ambos loci tenían un 13% más de riesgo de tener al menos cuatro casos PrcA entre los miembros de la familia que los no portadores del alelo de riesgo.
A. El riesgo de tener cáncer de próstata familias multiplex con los rs4242382 SNP. B. El riesgo de tener múltiplex de casos de cáncer de próstata en una familia para el SNP rs10486567 de
Discusión
A pesar de numerosos estudios relacionados con la susceptibilidad genética al cáncer de próstata, se han realizado muy pocos estudios para evaluar las interacciones de efectos (epistasis) sobre la penetrancia de la enfermedad mediante el análisis estadístico del estado de la técnica de los efectos conjuntos. Por otra parte, nuestro punto final fue múltiples casos PrcA dentro de una familia, que rara vez se ha estudiado. Epistasis en el nivel de genotipo se define como la interacción entre múltiples genes o loci, y este efecto genético articulación puede ser el factor detrás de "heredabilidad faltante", un fenómeno ligado a la parte no explicada de susceptibilidad al cáncer hereditario, que se observa en la AEP. En el presente estudio, hemos utilizado los datos basados en la familia para investigar el efecto de dos loci, rs4242382 en 8q24 y rs10486567 en 7p15.2, en varios casos PrcA dentro de las familias con el método de regresión de Poisson para comparar los modelos aditivo y multiplicativo. Hemos demostrado una asociación estadísticamente significativa entre los dos loci individuales y múltiples PRCA, así como una interacción gen-gen sinérgico entre los dos alelos de riesgo. interacciones entre genes fueron estadísticamente significativas en ambos modelos, pero el modelo multiplicativo proporcionan un mejor ajuste que el modelo aditivo con respecto a la prueba de razón de verosimilitud con el criterio AIC. Las interacciones genéticas (efecto conjunto de rs4242382 en 8q24 y rs10486567 en 7p15.2) dieron lugar a una epistasis positivo estadística (mejora) en el modelo multiplicativo, pero un epistasis ligeramente negativa (efecto antagonista) en el modelo aditivo. Este epistasis estadística también se observó para no agresivo APCR, pero no para el agresivo APCR.
Nuestros hallazgos para rs4242382 en 8q24 y rs 10486567 en 7p15.2 fueron consistentes con el estudio de todo el genoma en el que el riesgo alelo a de rs4242382 en 8q24 dado lugar a un aumento del 41% en el riesgo de no agresivo PRCA y un aumento del riesgo del 66% en la agresiva PrcA en comparación con el grupo control; el alelo de riesgo G de rs10486567 en 7p15.2 se asoció con una disminución de 18% en no agresivo PRCA y 8% de disminución en la agresiva PRCA [13]. La asociación entre rs4242382 en 8q24 y el riesgo de cáncer de próstata se ha informado de forma consistente en una serie de estudios en todo el genoma [2], [8], [20] - [24]. El alelo de riesgo del G rs10486567 se presenta como el alelo mayor en los europeos. En nuestro estudio, la frecuencia del alelo de riesgo G fue de aproximadamente 75%. Sin embargo, la dirección de la asociación entre rs10486567 en 7p15.2 y el riesgo de cáncer de próstata no ha sido consistente en múltiples estudios. Los resultados publicados por Thomas et al. [13], así como nuestro estudio, indican una asociación inversa; por el contrario, varios otros han mostrado una asociación positiva [15], [24]. El rs10486567 SNP situado dentro del intrón 2 de
JAZF
1 gen en el cromosoma 7p15.2 codifica una proteína de dedos de cinc de tres de tipo H2 C2, que es un represor transcripcional de NR2C2, un receptor huérfano nuclear que está altamente expresado en tejido de la próstata e interactúa con el receptor de andrógenos. No existe una interpretación biológica de las implicaciones funcionales de JAZ1 en la carcinogénesis de próstata. Se ha informado de que
JAZF
1 es un componente de fusión de genes con
SUZ
12, que se encuentra en el tumor del estroma endometrial. La asociación inversa se encuentra tanto en Thomas y nuestro estudio pueden deberse al aumento del riesgo de diabetes tipo 2, que ha sido informado de que se asoció inversamente con PRCA [13]. La zona en 8q24 se asocia a muchos tipos de cáncer, por ejemplo de mama, colon y cáncer de vejiga, además de AEP, y se muestra la zona de tener múltiples variantes de regulación. Por lo tanto, es posible que los SNPs analizados aquí o otros SNP en desequilibrio de ligamiento cerca de los probados los afecta a la expresión del gen que residía en, posiblemente actuando como reguladores para el otro gen. Además,
JAZF1
se sabe que tiene empalmados alternativamente variantes, que codifican diferentes isoformas de la proteína, pero no todas las variantes se han caracterizado completamente. Estos pueden ser el tipo de tejido y /o específica SNP. Sin embargo, no hay conclusiones explícitas sobre las interacciones entre estas variantes se pueden hacer sin más validación funcional. Los resultados presentados aquí fueron de un conjunto relativamente pequeño de la muestra y, por tanto, se requieren estudios adicionales, también en otras poblaciones.
Un diseño de estudio basado en la familia es ideal para evaluar la influencia genética independiente de varios SNPs y sus efectos conjuntos con otros determinantes genéticos sobre la penetrancia de la enfermedad entre los múltiples casos de APCR. También puede proporcionar una idea de las consecuencias funcionales y evolutivas de epistasis.
Hemos probado interacciones de genes entre los dos loci, rs4242382 en 8q24 y rs 10486567 en 7p, bajo el modelo de epistasis estadística de Fisher, y hemos encontrado que el modelo multiplicativo equipado los hallazgos mejor que el modelo aditivo. Esto sugiere la presencia de desequilibrio de ligamiento para estos dos loci [17]. Sin embargo, un epistasis negativo fue encontrado en el contexto de un modelo aditivo, mientras que el modelo multiplicativo sugirió un epistasis positivo. Diferentes mediciones para epistasis podría dar lugar a diferentes interpretaciones; el modelo de dependencia de los efectos conjuntos ha sido bien establecida en epidemiología y bioestadística [17]. De acuerdo con un estudio previo sobre la extensión del modelo de epistasis común con diferentes clases de modelos estadísticos [17], también se encontró que la adición de diferentes loci podría dar resultados diferentes. Por ejemplo, en nuestro modelo aditivo, una inclusión de rs10486567 no cambió el efecto de rs4242382, mientras que la adición de rs4242382 afectada sustancialmente la influencia de rs10486567. Un fenómeno similar se observó en el modelo multiplicativo. Sin embargo, este epistasis sólo se observó en no agresivo PRCA, pero no en el agresivo PRCA, lo que sugiere que la evaluación de los dos loci no se puede utilizar para la identificación de las familias con un riesgo de desarrollar agresivo PRCA en la población finlandesa. Esto puede reflejar el hecho de que ambos SNPs se encontraron originalmente para ser asociado con el riesgo PrcA solamente, y no resultado de la enfermedad, y que las asociaciones posteriores con enfermedad resultados realmente reflejar otros, aún desconocidos, y posiblemente las interacciones específicas de la población.
en conclusión, se propone un diseño de estudio basado en la familia para demostrar el efecto del SNP se informó anteriormente en 8q24, conocida como rs4242382, sobre el riesgo de múltiples APCR. Nuestros resultados sugieren una interacción entre rs4242382 y rs10486567 en ambos modelos multiplicativos y aditivos. El método propuesto es útil para la identificación de variantes relevantes fuerte en LD con el SNP de interés, así como la cuantificación de epistasis entre dos loci que afectan a la penetrancia de las enfermedades complejas y sus rasgos.
Información de Apoyo
archivo S1.
Tabla S1, prueba de razón de verosimilitud para los dos loci con y sin modelos de interacción de cáncer de próstata. Tabla S2, prueba de razón de verosimilitud para los dos loci con y sin modelos de interacción de cáncer de próstata no agresivo. Tabla S3, prueba de razón de verosimilitud para dos loci con y sin modelos de interacción de cáncer de próstata agresivo
doi:. 10.1371 /journal.pone.0089508.s001 gratis (DOC)