PLoS ONE: Association of Short Tandem Repeat Polymorfi i arrangøren af ​​prostatakræft Antigen 3 Gene med risikoen for prostatakræft

Abstrakt

Baggrund

PCA3 (prostatakræft antigen 3

) gen er en af ​​de mest prostatakræft-specifikke gener på nuværende tidspunkt. Derfor prostata-specifikke udtryk og den skarpe opregulering af

PCA3

mRNA i prostatakræft foreslå en unik transkriptionel regulering, hvilket muligvis kan tilskrives promotor polymorfi. I vores undersøgelse har vi vurderet, om der er polymorfi i

PCA3

promoter regionen og også vurdere foreningen af ​​polymorfi med prostatakræft.

Metode /vigtigste resultater

Vi har designet et specifikt primersæt til at screene promotoren for

PCA3

gen ved polymerasekædereaktion (PCR) -baseret kloning og sekventering med DNA ekstraheret fra perifere blodprøver af prostatacancer (PSA) tilfælde (n = 186) og tilfælde raske kontrolpersoner (n = 135). Genotype-specifikke risici blev vurderet som odds ratio (OR) med tilhørende 95% konfidensintervaller (CIS) ved chi-square test. Mulig afvigelse af genotypefrekvenser fra kontrol og PCA sager forventes under Hardy-Weinberg ligevægt blev vurderet af chi-square test. Kort tandemgentagelse polymorfisme af

TAAA

blev fundet i promotorregionen af ​​

PCA3

gen blev fem polymorfier og otte genotyper identificeret. De otte genotyper blev inddelt i tre grupper: ≤10

TAAA

, 11

TAAA

, ≥12

TAAA

. Gruppen 11

TAAA

og ≥12

TAAA

var forbundet med højere relativ risiko for prostatakræft end gruppe ≤10

TAAA

(OR = 1,76, 95% CI = 1,07 -2,89 [for gruppe 11TAAA] OR = 5,28, 95% CI = 1,76-15,89 [for gruppe ≥12

TAAA

])

konklusioner /betydning

. tilstedeværelsen af ​​(

TAAA

) n kort tandem gentagne polymorfier i

PCA3

promoter region kan være en risikofaktor for prostatakræft i den kinesiske befolkning

Henvisning:. Zhou W, Chen Z, Hu W, Shen M, Zhang X, Li C et al. (2011) Association of Short Tandem Repeat Polymorfi i arrangøren af ​​

Prostata Cancer Antigen 3

Gene med risikoen for prostatakræft. PLoS ONE 6 (5): e20378. doi: 10,1371 /journal.pone.0020378

Redaktør: Jean-Marc A. Lobaccaro, Clermont Université, Frankrig

modtaget: 1 februar, 2011; Accepteret: April 28, 2011; Udgivet: 31. maj 2011

Copyright: © 2011 Zhou et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af tilskud fra Natural Science Foundation of China (NO. 30.872.421) og Wenzhou Municipal Videnskab og Teknologi Bureau (Y20090292). URL Natural Science Foundation of China: https://www.nsfc.gov.cn/Portal0/default124.htm. URL Wenzhou Municipal Videnskab og Teknologi Bureau: https://www.wzkj.gov.cn/. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Prostatakræft er den mest almindeligt diagnosticeret malignitet og den anden hyppigste årsag til kræft dødsfald i den vestlige mandlige befolkning [1], og forekomsten er stadig stigende. PCa kan kureres ved radikal kirurgi eller strålebehandling, hvis sygdommen er lokaliseret i prostata [2] – [5]. Men når dette karcinom har spredt lokalt eller fjernt, ingen helbredende behandling kan tilbydes, og disse patienter vil lide under en dårlig prognose [6], [7]. Derfor er der et presserende behov for tidlig diagnosticering af sygdommen for at øge kur sats for PSA.

Selvom serum antigen (PSA) måling prostata-specifikt betragtes som den bedste konventionelle serum tumormarkør til rådighed, er der ikke nok specificitet og følsomhed for PSA ved påvisning af prostatacancer tidligt. For eksempel er PSA ofte forhøjet i godartet prostatahyperplasi og prostatitis. Endvidere viste Cancer Prevention Trial Prostate at selv i patienter med PSA-niveauer 4 ng /ml, 15% havde biopsi detekterbar prostatacancer [8]. Der er et presserende behov for mere prostatacancer specifikke og følsomme biomarkører. For nylig Bussemakers

et al

. rapporterede en hidtil ukendt prostata-specifikt gen, prostatacancer antigen 3-genet, også kaldet

DD3

(differential display kode 3), som viste sig at være 10-100 gange overudtrykt i 53 ud af 56 human prostatacancer prøver i en Northern blot-analyse hvorimod det blev ikke udtrykt i tilstødende ikke-maligne prostatavæv [9]. Desuden revers transkription-PCR-analyse ved hjælp af

PCA3

-specifikke primere viste, at

PCA3

udskrifter blev ikke fundet i en bred vifte af normale humane væv og andre menneskelige maligne tumorer,

PCA3

betragtes som en af ​​de mest prostatakræft-specifikke gener, der er beskrevet hidtil.

den nuværende forståelse er, at

PCA3

gen indeholder en høj tæthed af stop-codon og udtrykker en ikke kodende messenger-RNA i epiteliale prostataceller, fungerer det som en polyadenyleret RNA-transkript, men ingen cytoplasmatiske protein resulterer fra dens transkription. Prostata-specifikke udtryk og den skarpe opregulering af

PCA3

mRNA i prostatakræft foreslå en unik transkriptionel regulering. Som et resultat heraf

PCA3

genpromotor tiltrukket vores opmærksomhed.

Vi har designet et specifikt primersæt til at screene promotoren for

PCA3

genet ved PCR-baserede kloning og sekventering med DNA ekstraheret fra prøver af prostatakræft patienter og raske kontrolindivider perifert blod. Vi fandt surprisedly at der var kort tandemgentagelse (STR) polymorfier i promotorregionen af ​​

PCA3

genet og

TAAA

STR polymorfier er signifikant forskel mellem prostatacancerpatienter og raske kontrolpersoner.

Resultater

i alt 321 emner, herunder 186 patienter med PCa og 135 raske personer som kontrolgruppe fra The First Affiliated Hospital i Wenzhou Medical College, blev analyseret for polymorfier i promotor af

PCA3

gen. DNA-prøver fra blodet fra individuelle patienter hver udviste et enkelt bånd efter PCR-amplifikation. Kloningen og sekventeringen assay viste en STR i promotorregionen af ​​

PCA3

gen. Derefter sekvensen for promotorområdet af

PCA3

genet blev oprindeligt screenet for polymorfier ved kloning og sekventering assay i 186 patienter med PCa (gennemsnitsalder ved diagnose: 72,33 år; SD: 9,30) og 135 kontroller (middel alder ved diagnose: 71,19 år, SD: 7,39, tabel 1). Alder ved diagnose var ikke signifikant forskellig mellem patienter og kontrollerne (t = 1,20; P = 0,23)

I den foreliggende undersøgelse blev fem polymorfier identificeret:. 4, 5, 6, 7, 8 (nummeret repræsenterer gentagne gange på

TAAA

i promotoren for

PCA3

gen, figur 1), og otte genotyper blev grundlagt. 4/5, 4/6, 5/5, 5/6, 5/7, 5/8, 6/6, 6/7 genotyper blev observeret i 0,5%, 0,5%, 52,7%, 34,4%, 3,3% , 1,6%, 5,4% og 1,6% af PCA patienterne. Mens kun den 5/5, 5/6, 6 /6genotypes blev observeret i 71,1%, 25,8%, 3,1% af kontrolpersoner, hhv. Der var ingen beviser for, at genotypefrekvenser afveg fra de forventede under Hardy-Weinberg ligevægt for patienter (χ

2 = 1,44, df = 3, P = 0,70) og kontrolpersoner (χ

2 = 0,14, df = 1, P = 0,71).

A. (

TAAA

)

4 alleler; B. (

TAAA

)

5 alleler; C. (

TAAA

)

6 alleler; D. (

TAAA

)

7 alleler; E. (

TAAA

)

8 alleler.

Vi antager, at en

TAAA

var en enhed af den transkriptionelle initiering stedet for

PCA3

gen, og

TAAA

gentager opreguleret

PCA3

transskription, derefter de samme gentagne antal

TAAA

kan være forbundet med den samme transskription sats og mere

TAAA

gentager, jo mere

PCA3

genekspression. Så baseret på det samlede antal af

TAAA

gentager i allelerne blev otte genotyper inddelt i tre grupper: ≤10

TAAA

, 11

TAAA

, ≥12

TAAA

(f.eks den samlede

TAAA

gentage antal genotype (

TAAA

) n /(

TAAA

) m er x [x = n + m], og hører under “x”

TAAA

gruppe).

Chi-square test viste statistisk signifikans forskel i opbygningen af ​​PCa og kontrol mellem de tre grupper (χ

2 = 13,27 , df = 2, P = 0,01), blev der observeret en signifikant sammenhæng mellem de poolede genotyper og PCa risiko. Den 11

TAAA

luftfartsselskab var forbundet med en øget risiko for prostatakræft end individuel have ≤10

TAAA

(OR = 1,76; 95% CI = 1,07-2,89), og ≥12

TAAA

luftfartsselskab var også forbundet med øget risiko for prostatakræft end individuel have ≤10

TAAA

(OR = 5,28; 95% CI = 1,76-15,89, tabel 2).

allel (

TAAA

)

8 var forholdsvis sjælden allel følgelig som blyholdig prøverne i 13

TAAA

gruppe var sjældne, studere i større populationer kan eller ikke afsløre signifikante sammenhænge med PSA. Disse observationer tyder på, at yderligere arbejde er nødvendigt for at bestemme den funktionelle betydning af denne region, og indflydelsen af ​​variationen i længden og antallet af

TAAA

gentage i fremtidige studier med større kohorter patient.

Der var ingen sammenhæng mellem PCA3 promotorelementer STR polymorfier og Gleason score i prostata carcinom patienter (r = 0,07, P = 0,342, tabel 3).

Discussion

Serial analyse af genekspression har vist, at

PCA3

ekspression er betydeligt, især opreguleret i de fleste prostata-adenocarcinomer. Derfor undersøgelse af genetiske ændringer i

PCA3

gen kan være nyttige i at belyse patogenesen af ​​prostatakræft.

Gerald W. Verhaegh et al. tidligere undersøgelse har vist, at ingen kendt initiator motiv, ingen

TATA-box

, ingen

CAAT-box

, og ingen GC-rige regioner blev fundet ved konsensus positioner inden for

PCA3

promotoren. Derfor roman og vævsspecifikke cis-virkende elementer og trans-virkende transkriptionsfaktorer kunne definere det specifikke og karakteristiske udtryk for

PCA3

gen. I deres undersøgelse blev et fodaftryk findes længere opstrøms ved position -173 til -201 i

PCA3

promotor. Mutation af denne A + T-rig region, resulterede i et fald transskription hastighed, hvilket antyder en positiv rolle for dette element i

PCA3

transkription [10]. I den foreliggende undersøgelse, vi surprisedly fandt, at A + T-rige region i

PCA3

promotoren indeholdt en yderst polymorfe område, en STR polymorfi af (

TAAA

) n. STR’er gentager DNA-sekvenser, der indeholder 2 til 6 basepar enheder og udbredt i hele det humane genom og polymorfe karakter. STR’er er vigtige genetiske markører for kortlægning undersøgelser, sygdomsdiagnose og retsmedicinske undersøgelser. Ved screening af A + T-rige region sekvens af promotoren, vi identificeret otte STR polymorfier og fandt sammenhængen mellem disse polymorfier og PCa risiko i kinesiske befolkning.

Vores resultater antydede, at forekomsten af ​​PCa blev tæt knyttet til gentagelsesenhederne antal TAAA i promotoren for PCA3, flere TAAA gentagelser forbundet med øget risiko for prostatakræft. I den kinesiske befolkning, individer bærer alt 11 gentagne antal

TAAA

i alleler (gruppe 11

TAAA

) havde en 1,76 højere risiko for PCa (95% CI = 1,07-2,89) end de transporterer alt ≤ 10 gentagne antal

TAAA

i alleler (gruppe ≤10

TAAA

). Gruppen ≥12

TAAA

var også forbundet med øget risiko for prostatakræft end gruppe ≤10

TAAA

(tabel 2).

Forskellen på modtagelighed kan være relateret til forskellen i allele frekvenser af

PCA3

STR polymorfier mellem PCA patienter og kontroller. Det er velkendt, at ekspressionen af ​​

PCA3

er meget høj i PCA patienter end hos raske personer. På grund af den

PCA3

promotor har ingen

TATA-box

, vi hypotese, at transskription ville begynde fra andre positioner. I stedet for

TATA-box

, den (

TAAA

) n polymorfe område kan være en af ​​de transkriptionel initiering positioner. Derfor er stigningen i (

TAAA

) n gentagelser i promotoren for

PCA3

ville øge transkriptionelle initieringssteder af

PCA3

opreguleret ekspression af

PCA3

mRNA i PCA patienter. Dette var i konkordans med vores tidligere offentliggjorte data [11], [12] og resultaterne af Klecka, J. et al. [9], [13] – [15]. Disse resultater viste, at polymorfi af

TAAA

STR i promotoren for

PCA3

måske er en genetisk risiko markør for PCa i kinesisk population.Of naturligvis denne meningsfulde konklusioner af reapet tider af

TAAA

kan modulere

PCA3

udtryk stadig brug for bekræftelse af sammenhængen forskning fra forskellige genetiske polymorfi typer og

PCA3

mRNA ekspression i individuelle eller potentielle korrelation forskning.

Vores undersøgelse har en række vigtige begrænsninger, den mest vigtigste er dens lille stikprøve, er der behov for så yderligere større undersøgelser for at give yderligere indsigt i disse foreløbige resultater. Det er også vigtigt at bemærke, at dette er et prospektivt studie udført i en regional universitetshospital over fem år og tilfælde af PCA patienter er ikke meget hyppige. Da den kinesiske befolkning generelt er genetisk mere homogen end andre etniske befolkningsgrupper, forudser vi lignende resultater i større stikprøvestørrelser hele Kina, men anvendeligheden af ​​vores resultater til andre etniske befolkninger vil kræve yderligere undersøgelser i varierende patientgrupper før disse data kan generelt ekstrapoleres til andre etniske grupper.

Som konklusion, vores undersøgelse viser en signifikant sammenhæng mellem

PCA3

promotor STR genetiske polymorfier og PCa i kinesiske befolkningsgrupper. Disse resultater viser, at

PCA3

promoter STR’er er genetisk modtagelighed faktor for PCa og STR’er kunne spille en rolle i udviklingen af ​​denne kræft, hvad der vil give fingerpeg til en pilotundersøgelse af carcinogenese og udvikling af PCa.

Materialer og metoder

etik erklæring

Denne undersøgelse blev godkendt af den etiske komité af The First Affiliated Hospital i Wenzhou Medical College, Kina, og var i overensstemmelse med Helsingfors-erklæringen . Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra hver af deltagerne på tidspunktet for indskrivning.

Undersøgelse design og patienter

For denne undersøgelse, 186 patienter med prostatakræft, der blev opereret i afdelingen for kirurgi på Den første Tilknyttede Hospital i Wenzhou Medical College i perioden august 2004 til september 2009 er valgt med tilbagevirkende kraft. PCA patienter wre bekræftet ved histopatologisk evaluering blev hver tumor gradueret ved hjælp af Gleason pointsystemet ved to patologi læger. Desuden blev 135 raske kontrolpersoner inkluderet for at bestemme fordelingen af ​​polymorfier i en normal population. Kontrollerne blev udvalgt fra mænd inviteret til en systematisk sundhed screening, under proposition af den nationale sygesikringsordning, udført i de samme geografiske områder end de hospitaler, hvor sagerne blev indsamlet. De blev kontrolleret af digital rektal undersøgelse (DRE), deres PSA værdi måtte være mindre end 4 ng /ml, og de kunne ikke udvise tegn på PSA. Desværre ved vi ikke, at en mand med en normal DRE og en normal PSA ikke vil udvikle PCa i fremtiden. Statistisk set disse observationer skævhed i undersøgelsen mod at finde en signifikant forskel mellem cases og kontroller, da nogle kontroller vil have prostata karcinom diagnosticeret i fremtiden. Mens mandlige prøver var repræsentative for den almindelige kliniske befolkning, kan vi ikke udelukke urapporteret historier af prostata sygdom blandt kontrolgruppen. Dog bør sådanne historier ikke være hyppigere end i en tilfældig, ikke-urologiske klinik befolkning.

DNA-ekstraktion

Fem milliliter venøst ​​blod blev opsamlet i EDTA som en kilde af perifere blodleukocytter . Genomisk DNA blev ekstraheret og oprenset ifølge etablerede protokoller ved hjælp QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen, Hilden, Tyskland).

Sekventering og analyse af polymorfier

DNA blev ekstraheret fra 500 pi arkiveret helblod under anvendelse af QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen, Hilden, Tyskland).

PCA3

promotoren blev amplificeret ved PCR på grundlag af sekvensen af ​​

PCA3

genet fremlagt i GenBank accession nummer AL359314.14 og AF279290.1 ​​med Taq-polymerase (Qiagen, Hilden, Tyskland ) med følgende primere: 5′- GAT GGG AAC TCA CAT TTG G -3 ‘(forward) og 5’CTG ATG CCA GCT TCT CG – 3’ (tilbage). PCR’er blev udført i 50 pi reaktionsblanding indeholdende 1 pi af ekstraheret DNA; 5 pi 10ΧPCR Buffer (100 mmol /L Tris-HCI (pH 9,2)); 3 pi MgCI2 (25 mmol /L); 5 pi dNTP (2 mmol /L); 2 pi fremad og revers primer (5 pmol /L), henholdsvis; 0,4 pi Taq-polymerase; og 31,6 pi destilleret vand. PCR-betingelser var som følger: 95 ° C i 4 minutter og derefter 40 cykler ved 95 ° C i 1 minut, 60 ° C i 30 sekunder, 72 ° C i 1 minut, efterfulgt af forlængelse ved 72 ° C i 10 minutter. Alle PCR-produkter blev elektroforesebehandlet på en 1,5% agarosegel. Amplificerede fragmenter blev renset ved QIAquick Spin PCR Purification Kit (Qiagen, Hilden, Tyskland), derefter blev sendt til Invitrogen Corporation i Shanghai til kloning og sekventering assay med ingen oplysninger om de prøver og viden af ​​undersøgelsen.

Statistisk analyse

Vi brugte det statistiske Package for Social Sciences til Windows (version 13,0, SPSS Inc, Chicago, IL, USA) til statistisk analyse. Værdierne for alder er rapporteret som middelværdi ± SD. Statistisk analyse af alder blev udført ved den uparrede t-test. En chi-square test blev anvendt til cross-table analyse. Genotype-specifikke risici blev vurderet som odds ratio (OR) med tilhørende 95% konfidensintervaller (CIS) ved chi-square test mulig afvigelse på genotypefrekvenserne fra PCa og kontrol forventes under Hardy-Weinberg ligevægt blev vurderet af chi-square test . Spearman rang korrelation tests blev anvendt til at vurdere, om der er en sammenhæng mellem PCA3 promotor STR polymorfi og Gleason score i PSA. Betydning udsagn refererer til P-værdier på 2-tailed test, der var mindre end 0,05.