Extracto
mediador del daño en el ADN de proteínas puesto de control 1 (MDC1) desempeña un papel temprano y el núcleo de doble filamento romper la reparación (DDR ) y ataxia telangiectasia mutada (ATM) respuesta mediada a ADN doble filamento se rompe (DSBs), y por lo tanto implica la patogénesis de enfermedades relacionados con daño varios de ADN, tales como el cáncer. La hipótesis de que los polimorfismos de nucleótido único (SNPs) de
MDC1
que tienen potencias de afectar la expresión o función MDC1 estaban asociados con el riesgo de cáncer de pulmón. En un estudio de casos y controles en dos etapas, hemos probado la asociación entre 5 SNPs supuestamente funcional de
MDC1
y el riesgo de cáncer de pulmón en una población del sur de China, y validado la asociación prometedora en una población del este de China. Encontramos el SNP rs4713354A & gt; C que se encuentra en la región 5 'no traducida de
MDC1
se asoció significativamente con el riesgo de cáncer de pulmón en ambas poblaciones (
P = 0,024
), con un odds de proporción como 1,23 (intervalo de confianza del 95% = 1,35-1,26) para el rs4713354C (CA + CC) genotipos en comparación con el genotipo rs4713354AA. Sin embargo, no se observó una asociación significativa entre otros SNPs y el riesgo de cáncer de pulmón. El análisis basado en el gen recaía en estos SNP sugirieron que el
MDC1
como un gen susceptible para el cáncer de pulmón (
P
= 0,009). Por otra parte, mediante la consulta de la base de datos de expresión génica, se encontró, además, que los genotipos rs4713354C confieren una expresión mRNA significativamente menor de MDC1 que el genotipo rs4713354AA en 260 casos de células linfoblastoides (
P
= 0,002). Nuestros datos sugieren que el SNP rs4713354A & gt; C de
MDC1
pueden ser un biomarcador genético funcional para la susceptibilidad al cáncer de pulmón en Chinese
Visto:. Wang B, Zhang L, Qiu F, Fang W , Deng J, Zhou Y, et al. (2014) Una Asociación entre Newfound
MDC1
polimorfismo funcional y Riesgo de Cáncer Pulmonar en chino. PLoS ONE 9 (9): e106794. doi: 10.1371 /journal.pone.0106794
Editor: Rui Medeiros, IPO, Inst Puerto Oncología, Portugal
Recibido: Abril 8, 2014; Aceptado: August 2, 2014; Publicado: 8 Septiembre 2014
Derechos de Autor © 2014 Wang 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
Disponibilidad de datos:. La autores confirman que todos los datos que se basan los resultados son totalmente disponible sin restricciones. Todos los datos relevantes se encuentran dentro del apoyo de sus archivos de información en papel y
Financiación:. Este estudio fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencia Naturales de China otorga 30671813, 30872178, 81072366, 81273149 (JCL), y en parte por 81.001.278 y 81171895 (YFZ), 81271350 (WJ); los científicos provinciales de Subvenciones de Guangdong de investigación 8251018201000005 (JCL), Guangdong Provincial de Expertos de Alto Nivel Subvenciones 2010-79, Changjiang eruditos y Equipo de investigación innovadora en la Universidad IRT0961 subvención y Guangdong Fundación de Ciencias Naturales subvención equipo 10351012003000000 (JCL). 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
respuesta al daño del ADN (DDR) es un procedimiento sofisticado celular que implica múltiples moléculas para reparar el daño del ADN y mantener la integridad del genoma y la fidelidad. Por lo general, el daño del ADN puede ser causado por los carcinógenos del tabaco o radiación ionizante, o de otras fuentes, se dispara DDR incluyendo la activación del punto de control del ciclo celular, el comienzo de los programas de la transcripción, y la ejecución de la reparación del ADN, o la iniciación de la apoptosis cuando el daño es grave [1 ] - [3]. La falta de reparar las lesiones del ADN daría lugar a la inestabilidad genómica y una variedad de trastornos heredados genéticamente, tales como el cáncer. DDR puede proteger el ADN celular del daño mediante la contratación de una serie de proteínas de DDR que actúan como sensores, transductores, mediadores y efectores en DDR. La cascada DDR comienza con los sensores que detectan el daño y transportan la señal inicial a los transductores. Los transductores, ayudados por los mediadores, amplificar la señal y transmitirla a los efectores, que llevan a cabo diversas funciones, tales como la reparación, la activación de punto de control y si es necesario, la apoptosis [4].
mediador de ADN de la proteína daños puesto de control 1 (MDC1), también conocido como Factor Nuclear con BRCT Dominios 1 (NFBD1), es un jugador importante en el DDR que regula la activación de la fase intra-S y G2 puntos de control del ciclo celular de fase /m en respuesta al daño de ADN [5 ], [6]. MDC1 funciones majorly como un mediador en la RDA, que media en el reclutamiento de otras proteínas de DDR, tales como ataxia telangiectasia mutada (ATM), cáncer de mama 1, inicio temprano (BRCA1), Mre11 /Rad50 /NBS1 (MRN) compleja, a el sitio del daño [7] - [10]. Evidencias recientes también mostraron que MDC1 tiene un papel directo en la reparación de ADN doble filamento se rompe (DSBs), participando en las dos principales vías de reparación del ADN, la recombinación homóloga y la respuesta de unión de los extremos no homólogos [11] - [13], y en la activación de la checkpoint21 decatenation y mitosis [14], [15]. La disfunción de MDC1 se ha reportado que causa múltiples trastornos [16], [17], tales como la espermatogénesis defectuosa [18]. Hoy en día, MDC1 más y más evidencias admitidos para ser un supresor de tumores potencial con funciones en la reparación de daño del ADN y la inhibición de crecimiento del tumor [19] - [24]. Se encontró MDC1 ser expresado humilde de diversos tipos de cáncer incluyendo cáncer de pulmón, carcinomas de mama [25] y carcinoma gástrico [26].
humano
MDC
gen se localiza en el cromosoma 6p21.3, una región que ha sido informado de que una región susceptible de cáncer de pulmón en los asiáticos por un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) [27]. Estudios previos han encontrado que las variantes genéticas de
MDC1
estaban asociados con el virus de Epstein-Barr (VEB) los títulos de anticuerpos en chino y radiosensibilidad en América [28], [29]. EBV y radiosensibilidad son dos factores de alto riesgo de cáncer humano, por lo tanto, estas variantes genéticas de
MDC1
pueden también afectan a la susceptibilidad de cáncer. Sin embargo, el estudio sobre este aspecto no existe todavía. polimorfismos de nucleótido único (SNP) que se encuentran en el promotor o los exones de los genes tienen potencias de afectar la expresión o la función de genes, y por lo tanto influyen en la susceptibilidad de enfermedades humanas [30] - [32]. En el presente estudio, hemos probado la hipótesis de que estos SNP supuestamente funcional de
MDC1
se asoció con el riesgo de cáncer de pulmón basado en un estudio de casos y controles en dos etapas, y se evaluó la función de SNPs prometedores mediante análisis de la bioinformática .
Materiales y Métodos
Ética Declaración
Este estudio fue aprobado por las juntas de revisión institucional de la Universidad de Medicina de Guangzhou (Comité de Ética de la Universidad de Medicina de Guangzhou: GZMC2007-07-0676 ) y la Universidad Soochow (Comité de Ética de la Universidad Soochow: SZUM2008031233). Todos los participantes fueron programados para una entrevista cara a cara después de la obtención de consentimiento informado por escrito.
Estudio sujetos
Después de conseguido la aprobación de las juntas de revisión institucional de la Universidad de Medicina de Guangzhou y la Universidad Soochow, se llevó a cabo dos estudios de casos y controles independientes en el sur de china y el este de china, respectivamente. Como se ha descrito en los estudios publicados anteriormente [33] - [35], 1056 histopatológico confirmó los casos de cáncer de pulmón y 1.056 controles sanos que estaban frecuencia emparejados con los casos de la edad (± 5) y sexo, se recogieron en la ciudad de Guangzhou y sus alrededores; y 503 casos de cáncer de pulmón y 623 controles emparejados por frecuencia fueron reclutados en la ciudad de Suzhou. La población del sur de China se utilizó como un conjunto descubrimiento, mientras que los chinos orientales se utilizó como un conjunto de validación. Todos los participantes fueron programados para una entrevista cara a cara después de la obtención de consentimiento informado por escrito. Se les pidió que proporcionar datos sobre edad, sexo, tabaquismo, años-paquete fumado, el consumo de estado y la historia familiar de cáncer con un cuestionario estructurado, así como una muestra de sangre periférica de 5 ml. Las definiciones de la condición de fumador, años-paquete fumado, el consumo de estado y la historia familiar de cáncer se han descrito en estudios publicados anteriormente [33] - [35].
selección SNP y genotipado
se utiliza el bloque FuncPred del servidor web SNPinfo (http://snpinfo.niehs.nih.gov/) para seleccionar SNPs supuestamente funcional de
MDC1
con una frecuencia común (es decir, la frecuencia del alelo menor, MAF & gt; 5%) en chino. Encontramos y elegimos cinco SNPs cumplir con el criterio antes mencionado. Eran rs4713354A & gt; C (+ 39A & gt; C: localizar en la posición 39 de las secuencias de ADNc), rs9262152G & gt; A (Arg268Lys: causando un cambio de aminoácidos de arginina a lisina en el codón 268), rs2075015G & gt; A (Glu371Lys: causando una amino cambio de ácido a partir de ácido glutámico a lisina en el codón 371), rs28986465C & gt; T (Pro386Leu: causando un cambio de aminoácidos de prolina a leucina en el codón 386), rs9461623T & gt; C (Ser1180Pro: causando un cambio de aminoácido de serina a prolina en el codón 1180). Estamos genotipo por encima de cinco SNPs utilizando el ensayo TaqMan discriminación alélica en el sistema ABI7900HT (Applied Biosystems por Life Technologies, Foster City, CA) con cebadores y sondas diseñadas por el software Primer Express 3.0 (Applied Biosystems por Life Technologies). Los cebadores y sondas para cada SNP se presentan en la Tabla S1 S1 en el archivo.
El análisis estadístico
La distribución de frecuencias de cada SNP genotipos y equilibrio de Hardy-Weinberg (HWE) de SNPs en los controles, fueron probados mediante la prueba de chi-cuadrado. El odds ratio (OR) y el intervalo de confianza del 95% (IC del 95%) que implican asociación entre cada SNP de
MDC1
y el riesgo de cáncer de pulmón se calcularon utilizando el modelo de regresión logística incondicional con o sin ajuste por edad, sexo , el tabaquismo, el consumo de estado y la historia familiar de cáncer. La asociación basada en los genes se ensayó usando el software Vegas [36]. La interacción entre los SNPs prometedores y los factores seleccionados se evaluó mediante el análisis de la interacción multiplicativo [37]. La homogeneidad de los resultados en dos conjuntos y en subgrupos se puso a prueba mediante la prueba de Breslow-Day. Además, la potencia estadística se calculó utilizando el Software PS [38]. Todas las pruebas fueron dos caras utilizando el software SAS (versión 9.2; SAS Institute, Cary, NC).
P
. & Lt; 0,05 se consideró estadísticamente significativa
Resultados
Asociación entre
MDC1
SNPs y el riesgo de cáncer de pulmón
la Tabla 1 muestra la distribución de frecuencias de los cinco SNPs en los casos y controles. Las distribuciones de genotipo de todos los SNPs en los controles del sur de China eran todos de acuerdo con el equilibrio de Hardy-Weinberg (
P Hotel & gt; 0,05 para todos). De los cinco SNPs, sólo los genotipos de rs4713354A & gt; C ejerció una diferencia significativa en la distribución de frecuencias entre los casos y controles en el conjunto de descubrimiento (
P
= 0,006). Como se muestra, en comparación con los individuos portadores del genotipo rs4713354AA común, los portadores del genotipo y el genotipo rs4713354CA rs4713354CC existía 1,32 pliegues (odds ratio [OR] = 1,32, 95% intervalo de confianza [IC del 95%] = 1.08-1.61) y 1.96- pliegues (OR = 1,96, IC del 95% = 1,03-3,61) en el riesgo de cáncer de pulmón, respectivamente. Después combinado los dos genotipos de riesgo, los genotipos variantes rs4713354C (es decir, CA + CC) confirió un aumento significativo en el riesgo de cáncer de pulmón (OR = 1,36, IC = 1,12-1,65 95%). Las asociaciones anteriores se verificaron más en el este de China y los resultados fueron consistentes (prueba Berslow-Día:
P = 0,768
) como se muestra en la Tabla 1. La distribución de frecuencias de los genotipos rs4713354C fue mayor en los casos en que los controles el conjunto de validación (33,2% vs. 27,3%). La diferencia de frecuencia del genotipo se acercaba significativa (
P = 0,098
). Mientras tanto, los genotipos variantes rs4713354C contribuyeron a un aumento significativo de riesgo de cáncer de pulmón (OR CI = 1,32, 95% = 1,02 a 1,71) en comparación con el genotipo rs4713354AA. A continuación, se fusionaron las dos poblaciones para aumentar el poder estadístico del estudio. Hemos encontrado que los individuos portadores de los genotipos variantes rs4713354C tenían 1,33 pliegues mayor riesgo de cáncer de pulmón en comparación con los portadores del genotipo rs4713354AA (OR = 1,33, IC del 95% = 1,14-1,55). El análisis de asociación basado en genes reveló además que el
MDC1
gen que se asocia con el riesgo de cáncer de pulmón con una significación estadística se acerca (
P = 0,057
) en base a los resultados de más de cinco SNPs, y el más significativo asociado-SNP era rs4713354A & gt; C (
P
= 0,003). Además, la distribución de frecuencias de las características demográficas del conjunto de descubrimiento y conjunto de validación se muestran en la Tabla S1 S2 en Archivo
análisis de la estratificación de la asociación entre rs4713354A & gt;. C y el riesgo de cáncer de pulmón
la Tabla 2 muestra las distribuciones de frecuencia de los rs4713354A & gt; C genotipos de casos y controles y las asociaciones entre el SNP y el riesgo de cáncer de pulmón en cada subgrupo estratificado por los factores de confusión. Se observó C y el riesgo de cáncer de pulmón en individuos con paquetes-año ahumada y lt;; ninguna asociación significativa entre el SNP rs4713354A & gt 20 o ≥ 20 y en individuos con antecedentes de cáncer. Sin embargo, esto puede ser debido al tamaño limitado de la muestra debido a que la prueba de homogeneidad indicó que no hubo diferencia significativa entre estos estrato RUP en cada subgrupo (
P
& gt; 0,05 para todos). Por otra parte, no se observó interacción significativa de los factores seleccionados y el SNP en el aumento de riesgo de cáncer de pulmón (
P
& gt; 0,05 para todos), lo que podría deberse a la falta de potencia del estudio para el análisis de la interacción. Además, los resultados del análisis de regresión logística multivariable mostraron que el tabaquismo y el genotipo de riesgo de SNP rs4713354A & gt; C todavía se asocia con un mayor riesgo de cáncer de pulmón como se muestra en la Tabla 3 (
P
& lt; 0,001 para ambos) .
genotipo-fenotipo correlación mediante análisis bioinformática
el SNP rs4713354A & gt; C se encuentra en la región 5 'no traducida (5' UTR) de
MDC1
gen, que puede afectar a la actividad de transcripción de
MDC1
promotor. Para ello hemos realizado análisis de la bioinformática para explorar la posible función de este SNP en la expresión MDC1. Al consultar la base de datos Snpexp (http://app3.titan.uio.no/biotools/tool.php?app=snpexp), se encontró una correlación significativa entre la rs4713354A & gt; genotipos C y los niveles de expresión de mRNA MDC1 en 260 casos de células linfoblásticas en población total bajo el modelo genético dominante (
P
= 0,002). Las células que portan los genotipos variantes rs4713354C expresaron significativamente más bajos niveles de mRNA de MDC1 (CA: 9.066 ± 0.184; CC: 9.030 ± 0.185) que las células portadoras del genotipo rs4713354AA (9.138 ± 0.237). Además, utiliza el servidor Web SNPinfo (http://snpinfo.niehs.nih.gov/) para predecir el posible mecanismo molecular de este SNP en que afecta a la expresión de genes y encontramos que el de A a C transvertion de rs4713354A & gt; C resultaría en una la pérdida de sitios de unión de tres factores de transcripción (TFS) que son CEBPA, CEBP y NR2F2.
Discusión
Varias evidencias compatibles que el
MDC1
gen para ser un posible tumor supresor de descanso con sus funciones esenciales en la reparación de daños en el ADN y sus interacciones con varios genes importantes relacionados con el tumor, tales como P53, NBS1 y 53BP1 [19] - [24], [39], [40]. Aquí, encontramos que el SNP rs4713354A & gt; C de
MDC1
se asoció con el riesgo de cáncer de pulmón en chino. Los genotipos variantes rs4713354C podrían causar una baja expresión de MDC1
in vivo
y por lo tanto han contribuido a un mayor riesgo de cáncer de pulmón. Sin embargo, no se encontraron asociaciones significativas entre otros cuatro SNPs supuestamente funcional de
MDC1
y pulmón riesgo de cáncer. Un análisis más detallado apoyó la
gen MDC1
a ser un gen susceptible y rs4713354A & gt; C para ser un loci susceptible de cáncer de pulmón. A lo mejor de nuestro conocimiento, este es el primer informe sobre las variantes genéticas de
MDC1
y la susceptibilidad del cáncer.
se observó una reducción aberrante o la falta de MDC1 en tejidos de cáncer de pulmón [25], y la baja regulación de la expresión MDC1 en células de cáncer de pulmón daría lugar a la apoptosis defectuosa inducida por la radiación [41]. Por otra parte, la cantaridina toxina puede causar daños en el ADN mediante la inhibición de la expresión MDC1 en células de cáncer de pulmón [42]. Así, la expresión pérdida de MDC1 es una condición importante durante la carcinogénesis pulmonar. El SNP rs4713354A & gt; C se encuentra en el extremo 5 'UTR de
MDC1
, una región generalmente reconocido como promotor o elemento de empalme exonic de genes. Los análisis de Bioinformática mostró que la A a C transvertion de rs4713354A & gt; C causa una pérdida de sitios de tres TFS que son CEBPA, CEBP y NR2F2 de unión, y los genotipos variantes rs4713354C ejercen una disminución de la expresión MDC1
in vivo
. Esto es consistente en verosimilitud biológica con nuestra observación de los genotipos variantes rs4713354C confiere un mayor riesgo de cáncer de pulmón. Curiosamente, no sólo los tres TFS implica el desarrollo del cáncer de pulmón [43] - [45], pero también CEBPA juega un papel importante en el ciclo celular [46]. Es posible que las dos moléculas, y CEBPA MDC1 podrían tener una estrecha relación en la regulación del ciclo celular, que necesita más estudio.
Unos pocos estudios han investigado la asociación entre el
MDC1
SNPs y el riesgo de enfermedades humanas. Sin embargo, los resultados son controvertidos. Una variante sinónimo de
se informó MDC1
estar asociada con el aumento de la radiosensibilidad, pero no el riesgo de cáncer de próstata [29]. Un estudio chino informó de un alelo variante de
MDC1
mostró una asociación significativa con el VEB seropositividad [28]. Un estudio informó que no hubo Europeo variante de
MDC1
se asoció con el riesgo de cáncer de mama, así como los efectos que dañan el ADN de la radioterapia [47]. Sin embargo, los estudios anteriores eran la falta de poder estadístico del estudio debido a sus tamaños de las muestras limitadas. En el estudio actual, basado en un estudio de casos y controles en dos etapas con un tamaño de muestra relativamente grande, se demostró que un promotor SNP de
MDC1
contribuyó a un incremento significativo del riesgo de cáncer de pulmón en chino. La potencia del estudio era fuerte en el estudio actual, ya que hemos conseguido una potencia 94,47% Estudio (prueba bilateral, α = 0,05) para detectar un OR de 1,33 para los genotipos variantes rs4713354C, que se produjo a una frecuencia de 24,7% en el controles. Un análisis más detallado sobre la base de los resultados de los cinco SNPs supuestamente funcional de
MDC1
sugirió
MDC1
para ser un gen susceptible para el cáncer de pulmón.
Dado que nuestro estudio fue una hospitalización estudio de casos y controles de base, tiene algunas limitaciones como el sesgo, incluyendo el sesgo de selección y el sesgo de información. Estos pueden causar falsas asociaciones entre los SNPs estudiados y el riesgo de cáncer. Sin embargo, cuatro puntos apoyaron nuestros resultados no se lograron por casualidad y la asociación significativa era creíble. La primera es que hemos logrado dos resultados consistentes en dos poblaciones independientes. El segundo fue que hemos logrado un fuerte poder de estudio. El tercero fue que la bioinformática análisis demostraron una consistencia en la plausibilidad biológica con nuestra observación. Además, los resultados de la GWAS chinos también mostraron que la frecuencia de rs4713354A & gt; C genotipos fue diferente entre los casos y controles con acercarse a la significación estadística (
P = 0,078
) [48]
. conclusión, nuestros datos muestran que el promotor SNP rs4713354A & gt; C de
MDC1
y el
MDC1
genes estaban asociados con el riesgo de cáncer de pulmón en chino, influyendo en la expresión MDC1. Tanto el SNP rs4713354A & gt; C y
MDC1
podría ser un biomarcador genético de susceptibilidad de cáncer de pulmón en chino. Validaciones con estudios basados en la población más grandes en diferentes grupos étnicos están garantizados.
Información de Apoyo
archivo S1.
doi: 10.1371 /journal.pone.0106794.s001 gratis (DOC)
Tabla S1.
Los cebadores y sondas para los cinco SNPs supuestamente funcional de MDC1
doi:. 10.1371 /journal.pone.0106794.s002 gratis (DOC)
Tabla S2. Las distribuciones de frecuencia Red de variables seleccionadas en casos y controles
doi: 10.1371. /journal.pone.0106794.s003 gratis (DOC)
Reconocimientos
Agradecemos al Dr. Zhanhong Xie, la Sra Wanmin Zeng y Ling Liu por sus asistencias en temas de reclutamiento.