Extracto
Está bien establecido que la fosforilación de la proteína anormal podría desempeñar un papel esencial en la tumorigénesis mediante la interrupción de una variedad de procesos fisiológicos tales como el crecimiento celular, la transducción de señales y la motilidad celular. Por otra parte, un número creciente de variantes relacionadas con la fosforilación se han identificado en asociación con el cáncer. ADD1 (α-adducin), una proteína versátil de expresión ubicua en eucariotas, ejerce una influencia importante en el citoesqueleto de la membrana, la proliferación celular y la comunicación célula-célula. Recientemente, una variante de cambio de sentido en el codón de sitio de fosforilación de ADD1, rs4963 (Ser586Cys), se informó de modificar el riesgo de cáncer gástrico no cardias. Para explorar el papel de
ADD1
-rs4963 en el cáncer colorrectal (CCR), se realizó un estudio de casos y controles con un total de 1054 casos de CCR y 1128 controles emparejados en una población china. Después del ajuste de las variables, como la edad, el sexo, fumar y beber, se demostró que esta variante confirió significativamente la susceptibilidad a la CRC (G frente a C: OR = 1,16; IC del 95% = 1.3 a 1.31, p = 0,016; CG frente al CC: O = 1,25; IC del 95% = 1,02 a 1,55; p = 0,036; GG frente a CC: OR = 1,35, 95% CI = 1,06-1,72; p = 0,015). Además, investigó la interacción de
ADD1
-rs4963 con el fumar o beber la exposición, pero no encontramos ningún resultado significativo. Este estudio es el primer informe de una asociación entre el
ADD1
y el riesgo de CCR, la promoción de nuestro conocimiento de la genética de la CRC
Visto:. Shen N, Liu C, J Li, Chen X, Yang Y, Zhu Y, et al. (2015) Una variante de fosforilación relacionados con
ADD1
-rs4963 Modifica el riesgo de cáncer colorrectal. PLoS ONE 10 (3): e0121485. doi: 10.1371 /journal.pone.0121485
Editor Académico: Yifeng Zhou, Facultad de Medicina de la Universidad Soochow, CHINA
Recibido: 9 de diciembre de 2014; Aceptado: February 2, 2015; Publicado: 27 Marzo 2015
Derechos de Autor © 2015 Shen 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: Todos los datos relevantes están dentro del papel
Financiación:. Este trabajo fue apoyado por el Programa Nacional de Apoyo de primer nivel de jóvenes Profesionales, Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China SNCF-81001275, 81171878, 81222038; la Fundación Fok Ying Tung para Jóvenes Maestros en las instituciones de educación superior de la China-131038 y la Fundación de Ciencias Naturales de Hubei-2012FFA011 amueblado apoyo a XM. 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 colorrectal (CCR), que representa aproximadamente el 10% de la incidencia mundial de cáncer, ocupa el cuarto lugar entre los cánceres humanos en todo el mundo [1,2]. En China, se estima que cerca de 253.000 nuevos casos al año, lo que representa una tendencia al alza de estos años [1,3]. Se han descrito varios factores de riesgo ambientales que se asocia con CRC [4-7], tales como fumar, beber y la obesidad. Sin embargo, sólo unos pocos individuos expuestos en última instancia, desarrollar CRC, y existe agregación familiar [8], lo que implica que los componentes genéticos también tienen un papel importante en el riesgo de CCR.
explosiones recientes de las investigaciones de genes candidatos y estudios de asociación del genoma (GWAS) han promovido en gran medida nuestra comprensión de los componentes genéticos de la CRC e identificado varios loci en todo el genoma, pero estos hallazgos pueden explicar solamente una parte de la susceptibilidad. En consecuencia, hay una necesidad de identificar más variantes posibles para llenar los espacios en blanco de la arquitectura genética CRC. La fosforilación de proteínas es una de las modificaciones post-traduccionales más importantes existentes de forma ubicua en las células eucariotas; regula casi 30% de todas las proteínas celulares y desempeña un papel esencial en muchos procesos fisiológicos tales como la transducción de señales, el metabolismo energético y la plasticidad celular [9-11]. Estudios anteriores han demostrado que la fosforilación anormal está asociada con enfermedades complejas incluyendo el cáncer colorrectal [12-14]. Por otra parte, el aumento de las observaciones de los experimentos funcionales han sugerido que no es sinónimo polimorfismos nucleares individuales (nsSNPs) podrían desempeñar un papel en la tumorigénesis, influyendo directa o indirectamente la fosforilación de proteínas [15-19]. Por ejemplo, Luna, et al. encontró que el
hOGG1
Ser326Cys polimorfismo (rs1052133) podría perturbar la localización nucleolar de esta proteína, cambiando su estado de fosforilación en el ciclo celular; esta variante funcional se ha informado que modificar el riesgo de una variedad de tipos de cáncer [15]. Más recientemente, Chellappa, et al. investigado la relación entre Src quinasa y HNF4α en el cáncer de colon humano y también encontraron que tres variantes funcionales albergado en HNF4α (rs6093980, rs6031602 y rs1063239) podrían aumentar la fosforilación por quinasa Src y disminuir la estabilidad de la proteína HNF4α [19]. Todo esto evidencia acumulada sugiere que las variantes relacionadas con la fosforilación podría afectar a la patogénesis y podrían ser un buen punto de corte para explorar las posibles variantes causales del riesgo de CCR
.
Adducin, que consiste en α- con β- o gamma-subunidades , es una proteína de unión a actina que juega un papel crucial en el montaje de la membrana del citoesqueleto y la adhesión célula-célula. La actividad de esta proteína está regulada por la fosforilación a través de varias quinasas clásicos tales como la proteína quinasa A (PKA), la proteína quinasa C (PKC) y Src quinasa [20,21]. El componente esencial, adducin α-, es codificada por el
ADD1
gen y se expresa de forma ubicua. En 2003, Bowen, et al. informaron que la expresión de
ADD1
fue hasta reguladas en los tumores y acompañado por una mayor expresión de Ki67, la vinculación de esta proteína a la proliferación celular [22]. Posteriormente, Chen, et al. se encontró que el agotamiento de adducin α- podría afectar a las uniones célula-célula y la proliferación celular [23]. Un estudio reciente encontró, además, que fosforilada ADD1 también ejerce una función importante durante la mitosis [24].
Curiosamente, Wang, et al. Recientemente tener datos combinados de las bases de datos PhosphoSitePlus y dbSNP de pantalla de variantes relacionadas con la fosforilación a través de la
ADD1
región del gen, y se han identificado sólo una variante de cambio de sentido con menor frecuencia de los alelos (MAF) mayor de 0,05 en los chinos Han de la población, a saber, rs4963 (Ser586Cys) [25]. Esta C /G variante produce la sustitución de aminoácido de cisteína por serina en el codón 586, y la fosfoserina ha sido detectado por los estudios previos [26,27]. Wang, et al. realizado un estudio de casos y controles con 1998 casos y controles de 2008 y encontró que
ADD1
-rs4963 (MAF = 0,496) podría estar asociado con la susceptibilidad a cáncer gástrico no cardias (CG frente al CC: OR = 1,24, 95 CI = 1,06-1,46%,
P = 0,008
; GG frente a CC: OR = 1,49, 95% CI = 1,25-1,78,
P Hotel & lt; 0,001) [25]. Informativamente, la hipótesis de que
ADD1
-rs4963 podría también contribuir al riesgo de CRC al afectar la fosforilación de ADD1. Por lo tanto, un estudio de casos y controles incluyendo 2182 sujetos se realizó en una población china para examinar esta hipótesis.
Materiales y Métodos
Los sujetos del estudio
Este estudio de casos y controles reclutó 1054 pacientes con CRC primarios y 1128 controles sin cáncer. Todos estos sujetos eran no relacionados chinos Han. Los casos fueron confirmados mediante patología y consecutivamente reclutados entre junio de 2009 y febrero de 2013, desde el Hospital de Tongji en Wuhan, China central. Los pacientes que tenían un historial de cualquier otro tipo de cáncer o tumor fueron excluidos. Los controles fueron seleccionados al azar de las personas que participaron en los exámenes de salud en el área de Wuhan durante el mismo período en el que se reclutaron los casos. Una parte de estos controles se han descrito en nuestros estudios anteriores [28-32]. Los criterios inclusivos para los controles fueron que los sujetos deben estar libres de cáncer y emparejados a los casos por edad (± 5 años) y el género. Durante el reclutamiento, las muestras de sangre e información demográfica se obtuvieron de cada participante después de que él /ella firmó un consentimiento informado de manera voluntaria. Las definiciones de fumar y beber exposiciones se detallaron anteriormente [28]. Nuestro estudio se llevó a cabo con la aprobación de las juntas de revisión institucional de la Universidad de Tongji de Medicina de la Universidad Huazhong de Ciencia y Tecnología.
ensayo de genotipificación
Se extrajo ADN genómico a partir de sangre periférica anticoagulante de cada sujeto usando RelaxGene Sistema de ADN de sangre (Tiangen, Pekín, china).
ADD1
-rs4963 se genotipo por la genotipificación de SNP ensayo TaqMan (Life Technologies, Carlsbad, California) a través de 7900HT Sistema Fast Real-Time PCR (Life Technologies, Carlsbad, California) y controles negativa es un 5% en duplicados fueron controlados para el control de calidad. En este estudio, la tasa de concurrencia de los duplicados fue del 100%. El tipo de referencia para la determinación del genotipo
ADD1
-rs4963 fue del 98,4%.
El análisis estadístico
Una de bondad de ajuste χ
2 test se utilizó para examinar el equilibrio de Hardy -Weinberg equilibrio (HWE) para el genotipo de
ADD1
-rs4963 en los controles (
P = 0,808
). Las diferencias entre los casos y los controles fueron evaluados por la t para muestras independientes de pruebas o χ de Pearson
2 de prueba en la distribución de las características demográficas. La asociación de
ADD1
-rs4963 con el riesgo de CCR se estimó mediante la odds ratio (OR) y sus correspondientes intervalos de confianza del 95% (IC del 95%), utilizando el análisis de regresión logística incondicional (LR) con o sin ajuste por sexo , edad, fumar y beber. El potencial de interacción entre genes y medio ambiente
ADD1
-rs4963 y fumar o beber se evaluó por el genotipo-fumadores o efecto combinado del genotipo potable y el término de interacción multiplicativa. A dos caras
P Hotel & lt; 0,05 se usó como el criterio de significación estadística. Todos los análisis se realizaron con SPSS 18.0 (IBM Corporation, Nueva York). Además, un estudio de energía de 0,94 fue estimada por v3.0 Potencia [33,34] para detectar un OR de 1,35 dado nuestro tamaño de la muestra.
Resultados
Características de los sujetos del estudio
Un total de 1054 casos de CCR y 1128 controles sin cáncer fueron incluidos en este estudio de casos y controles, y sus características se demuestra en la Tabla 1. no se observó ninguna diferencia significativa entre los casos y controles en la edad (
P = 0,388
), género (
P = 0,576
) o ser fumador (
P = 0,201
). Sin embargo, se observaron significativamente más bebedores entre los casos que entre los controles (33,2% frente a 28,3%,
P = 0,013
).
Asociación entre
ADD1
-rs4963 y el CRC riesgo
Los análisis de asociación de
ADD1
-rs4963 con el riesgo de CCR se resumen en la Tabla 2. La frecuencia de los alelos fue significativamente diferente entre los casos y controles (
P
= 0,011). Un resultado similar también fue mostrado por la distribución de los genotipos (
P = 0,028
). Después de ajustar por edad, sexo, fumar y beber, un aumento del riesgo de CCR se asoció estadísticamente con CG (OR = 1,25, IC del 95% = 1,02 a 1,55,
P = 0,036
) y el genotipo GG (OR = CI 1,35, 95% = 1,06 a 1,72,
P = 0,015
) en comparación con el genotipo CC. En el modelo dominante, CG y GG individuos mostraron un 1,28 veces mayor riesgo que los individuos CC basado en el análisis logístico multifactorial (OR = 1,28 IC 95% = 1,05 a 1,57,
P = 0,014
). Por otra parte, el alelo G demostró mayor susceptibilidad a la CRC, con una OR ajustada de 1,16 (95% IC = 1.3 a 1.31,
P = 0,016
) bajo el modelo aditivo.
Además, hemos realizado análisis de la interacción entre los
ADD1
-rs4963 y fumar o beber la exposición, pero se encontró ningún resultado significativo (Tabla 3).
Discusión
Nuestro investigación aquí se basa en un estudio de casos y controles realizado con un total de 1054 casos de CCR y 1128 controles emparejados para explorar la asociación de
ADD1
-rs4963 con la susceptibilidad al CCR en una población china. Nuestros resultados demostraron que el alelo G aumentó significativamente el riesgo de CCR en comparación con el alelo C para esta variante. La investigación anterior ha demostrado consistentemente que el alelo G es el alelo de riesgo asociado con el cáncer gástrico no cardias [25]. A lo mejor de nuestro conocimiento, el presente estudio es el primer informe de una relación entre el
ADD1
y el riesgo de CCR.
La fosforilación de proteínas, por lo general ocurre en los residuos de serina, treonina y tirosina, convierte la función o actividad de muchas proteínas dentro y fuera, lo que permite el control del efecto de los procesos vitales celulares incluyendo el crecimiento celular, la diferenciación y la apoptosis. El marcado aumento de los estudios en la era genómica ha dado lugar a la identificación de muchos nsSNPs en todo el genoma humano. Aunque representan una proporción muy pequeña de las variantes humanas conocidas (& lt; 1%), estos nsSNPs podrían alterar aminoácidos, afectar a modificaciones post-traduccionales, e influir en la estabilidad y la función de las proteínas, jugando así un papel en la patogénesis de complejo enfermedades. En 2006, Erxleben, et al. propuso por primera vez "phosphorylopathy" para describir las variantes humanas que contribuyen a la fosforilación de proteínas aberrantes [35]. Más tarde, Yang, et al. reportado 64 sitios de fosforilación conocidos relacionados con la enfermedad mediante la integración de la información sobre nsSNPs de dbSNP con información sobre los sitios de fosforilación a partir de datos experimentales [36]. Ryu, et al. realizado una predicción de todo el genoma de las variantes genéticas que afectan a los sitios de fosforilación o quinasas [37]. Recientemente, Ren, et al. desarrollado la base de datos para ayudar a los investigadores PhosSNP pantalla nsSNPs importantes que afectan a la fosforilación de proteínas [38]. Además de los hallazgos in silico, los estudios experimentales y epidemiológicos también han identificado un número creciente de variantes relacionadas con la fosforilación implicados en la tumorogénesis, incluyendo CRC [15-19,25]. Las variantes que implican la fosforilación de proteínas han estado atrayendo cada vez más atención.
ADD1
, localizado en 4p16.3, codifica adducin α-, que se expresa de forma ubicua en una variedad de tejidos y que es un componente importante del citoesqueleto de la membrana, la modificación de la mitosis celular, la adhesión, y la comunicación [20-24]. Es bien conocido que la fosforilación desempeña un papel clave en la regulación de la función de esta proteína. Por ejemplo, la fosforilación de Ser716 de ADD1 se ha encontrado para suprimir importin α para unirse a la señal de localización nuclear (NLS) de α-adducin, por lo tanto, la prevención fisiológicamente la translocación nuclear de esta proteína; Sin embargo, el mutante Ser716Ala acumula principalmente en el núcleo y rara vez se exporta al citoplasma para participar en la formación de adherencias, lo que influye en la comunicación célula-célula [23]. Estudios previos han sugerido que
ADD1
puede desempeñar un papel en los tumores [22-24]. Especialmente, Wang, et al. reportado una asociación de
ADD1
-rs4963 (Ser586Cys) con el riesgo de cáncer gástrico no cardias [25]. La
ADD1
-rs4963 C alelo es en el codón de codificación TCT serina, mientras que el alelo G en el codón es de TGT que codifica cisteína. Varios estudios han identificado la fosfoserina en el codón 586 de ADD 1 [26,27]. Cuando se produce la mutación C → G, el residuo de serina se convertirá en un residuo de cisteína, y este sitio no puede ser fosforilado debido a la falta de grupos hidroxilo. Además, esta variante pertenece a la cola COOH-terminal de adducin α- (amino ácido 430 a 737), que es una región a menudo regulada por quinasas [23,24]. Por lo tanto, se especuló que el alelo G del riesgo de
ADD1
-rs4963 pueda afectar a la fosforilación de adducin α- y luego perturbar su actividad, incluyendo la proliferación celular y la comunicación, lo que afecta el desarrollo de CCR.
Varias limitaciones hay que reconocer aquí. En primer lugar, sólo una variante en o cerca de
ADD1
gen se genotipo en nuestro estudio. Eso se debía a
ADD1
-rs4963, que se encuentra en un sitio de fosforilación verificado experimentalmente, fue la única variante candidata identificada por Wang, et al. combinando datos de las bases de datos PhosphoSitePlus y dbSNP [25]. Estuvimos de acuerdo en que era interesante evaluar otras variantes en o cerca de
ADD1
gen, lo que ayudó a determinar si esta variante era "real" en esta región asociada con CRC. Vamos a tratar de investigar en nuestros estudios futuros. En segundo lugar, este fue un estudio de casos y controles. El diseño observacional retrospectivo, inevitablemente, provoca dos tipos principales de sesgo, uno es el sesgo de selección debido a la falta de aleatorización, y otro es el sesgo de información, tales como el sesgo de recuerdo. Así, nuestros participantes no podían ser perfectamente representativa de toda la población. En tercer lugar, los datos sobre otros factores de riesgo como los antecedentes familiares, la obesidad y la colitis ulcerosa no fueron totalmente recogidos durante la investigación, con el resultado de que las RUP de riesgo de CCR no podrían ajustarse adecuadamente para estimar el efecto del riesgo de
ADD 1
-rs4963. Además,
ADD1
-rs4963 no fue localizado en el locus de susceptibilidad identificados por CRC GWAS. Una posible explicación es que los datos de GWAS requieren un nivel de significación más riguroso (
P Hotel & lt; 5 × 10
-8) para el análisis, por lo que por lo general dejando fuera a muchos posibles loci de susceptibilidad. Por desgracia, no hemos podido obtener los datos originales CRC GWAS para un examen más detenido. Somos plenamente conscientes de nuestras limitaciones y más estudios están queríamos verificar los resultados de
En resumen., El presente estudio pone de relieve que la variante relacionada con la fosforilación-
ADD1
-rs4963 podía conferir riesgo de CCR. Este hallazgo más aumenta nuestro conocimiento sobre la genética de esta enfermedad. Todavía se necesitan estudios de replicación independientes y experimentos en biología funcional para verificar nuestro resultado y, además investigar el mecanismo subyacente a la asociación.