PLoS ONE: The Influence af CHIEF Pathway om kolorektal cancer-specifikke Mortality

Abstrakt

Mange komponenter i CHIEF (Konvergens af Hormoner, inflammation og energirelaterede faktorer) vej kan påvirke overlevelsen givet deres engagement i cellevækst, apoptose, angiogenese og tumorinvasion stimulation. Vi brugte ARTP (Adaptive Rank Trunkering Product) at teste, om gener i vejen var forbundet med colorectal cancer-dødelighed. Tyktarmskræft (n = 1555) og endetarmskræft (n = 754) tilfælde blev fulgt over fem år. Age, center, scenen på diagnose, og tumor molekylær fænotype blev anset ved beregning ARTP p-værdier. En polygenisk risikoscore blev brugt til at opsummere omfanget af risiko forbundet med denne vej. Den JAK /STAT /SOC var signifikant for tyktarmskræft overlevelse (P

ARTP = 0,035). Femten gener (

DUSP2, INFGR1, IL6, IRF2, JAK2, MAP3K10, MMP1, NFkB1A, NOS2A, PIK3CA, SEPX1, SMAD3, TLR2, Tyk2

, og

VDR

) var forbundet med kolon kræft dødelighed (P

ARTP 0,05);

JAK2 Hotel (P

ARTP = 0,0086),

PIK3CA Hotel (P

ARTP = 0,0098), og

SMAD3 Hotel (P

ARTP = 0,0059 ) havde de stærkeste foreninger. Mere end 40 SNPs var signifikant forbundet med overlevelse inden for de 15 væsentlige gener (P

ARTP 0,05).

SMAD3

havde den stærkeste association med overlevelse (HR

GG 2,46 95% CI 1.44,4.21 P

Ttrnd = 0,0002). Syv gener (

IL2RA, IL8rA, IL8RB, IRF2, RAF1, RUNX3

, og

SEPX1

) var signifikant associeret med endetarmskræft (P

ARTP 0,05). HR for tarmkræft dødelighed blandt tyktarmskræft tilfælde i den øvre udsatte alleler gruppe var 11,81 (95% CI 7,07, 19. 74) og var 10.99 (95% CI 5.30, 22.78) for endetarmskræft. Disse resultater tyder på, at flere gener i CHIEF vej er vigtige for kolorektal overlevelse cancer; risikoen forbundet med den pathway fortjener validering i andre undersøgelser

Henvisning:. Slattery ML, Lundgreen A (2014) The Influence af CHIEF Pathway om kolorektal cancer-dødelighed. PLoS ONE 9 (12): e116169. doi: 10,1371 /journal.pone.0116169

Redaktør: Francisco X. Real, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Spanien

Modtaget: September 18, 2014 Accepteret: November 30, 2014; Udgivet: 26 december, 2014

Copyright: © 2014 Slattery, Lundgreen. 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

Data Tilgængelighed:. Det forfattere bekræfter, at for godkendte årsager, nogle adgangsbegrænsninger anvendelse på de data, der ligger til grund for resultaterne. Etiske begrænsninger for patienten niveau datasæt ligger til grund for analyserne, på grund af karakteren af ​​samtykkeerklæringer underskrevet, personale oplysninger i databasen, og IRB godkendelse. Disse begrænsninger forhindrer data i at blive gjort fuldt til rådighed på et offentligt arkiv. Interesserede forskere bedes kontakte den tilsvarende forfatter for yderligere oplysninger

Finansiering:. Finansieringen blev leveret af National Institute of Health (CA48998), som ikke havde nogen 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

CHIEF (konvergens af Hormoner, Inflammation, og Energi faktorer) pathway integrerer elementer centrale til ætiologien af ​​kolorektal cancer (CRC) [1]. Den vej er udviklet på baggrund af vores viden om epidemiologi CRC og gener, der kan påvirke kræftrisikoen gennem store dele af vej, herunder hormoner, inflammation og energirelaterede [1] faktorer. Mange gener i pathway’en kan påvirke tumorprogression og prognose givet deres involvering cellevækst, apoptose, fremme af inflammation og angiogenese, immunrespons, og stimulering af tumorinvasion og metastase [2]. Hovedstammen af ​​vejen indeholder en serin /threoninproteinkinase 11 (STK11 eller LKB1), mammalian target of rapamycin (mTOR), og tumor suppressor PTEN (phosphatase tensin homolog slettet på kromosom 10). STK11 reagerer på ændringer i cellulær energi balance (ATP niveauer) [3], [4] og regulerer hele kroppen insulinfølsomhed [5], [6]. NFKB er en vigtig transkriptionsfaktor nukleart som regulerer cytokiner og er kritisk for regulering af tumorigenese, celleproliferation, apoptose, reaktion på oxidativ stress, og inflammation mens vaskulær endotel vækstfaktor (VEGF) spiller en vigtig rolle i reguleringen af ​​cellevækst signalering og er en stor formidler af tumor angiogenese [7] [8].

Cytokiner såsom interleukiner, TGF-signalvejen, interferoner, og tumornekrosefaktor (TNF), er centrale elementer i den inflammatoriske proces i CHIEF pathway. TGF-β-signalvejen er involveret i alle aspekter af tumorigenese, herunder stimulering af tumorinvasion og metastase [2]. Signaltransduktion og aktivering af transkription (STAT) og mitogenaktiverede kinaser (MAPK) gener er involveret i både inflammation og metabolisk signalering forbundet med hormoner og energirelaterede faktorer. MAPK’er tjene som en integration punkt for multiple biologiske signaler og er involveret i en række cellulære processer, såsom proliferation. Angiogenese og inflammation er kendetegnende træk ved tumorigenese [9] samt centrale elementer i CHIEF vej, og dermed er det rimeligt at hypotesen om, at pathway påvirkninger overlevelse.

I dette papir, vi opsummere betydningen af ​​denne vej som det vedrører overlevelse efter at være blevet diagnosticeret med tyktarmskræft eller endetarmskræft hjælp Adaptive Rank Trunkering Produkt (ARTP), som bygger på vores tidligere arbejde, der evaluerede vejen med colon og rektal cancer risiko, hvis vi dokumenterede samlede risiko samt risiko specifikt for tumor molekylær fænotype [10]. Denne statistiske program anvender en permutation metode, der giver os mulighed for at sammenfatte tværs gener i sub-veje for den overordnede vej til at estimere associering med overlevelse af vejen, gener, og SNP’er i pathway. For yderligere at estimere størrelsen af ​​sammenslutningen af ​​denne vej på overlevelse, udnytter vi en polygenisk risikoscore, der er baseret på permuterede ARTP resultater.

Metoder

To studiepopulationer er inkluderet i disse analyser . Det første studie, et populationsbaseret case-kontrol undersøgelse af tyktarmskræft, omfattede tilfælde (n = 1555 med komplette genotype data) identificeret mellem 1 oktober 1991 og den 30. september, 1994 bor i Twin Cities hovedstadsområdet eller en syv-amt område af Utah eller indskrevet i Kaiser Permanente Medical Care Program for det nordlige Californien (KPMCP) [11]. Den anden undersøgelse, med identiske dataindsamlingsmetoder, omfattede tilfælde med kræft i rectosigmoid krydset eller endetarmen (n = 754 sager med komplet genotype data), som blev identificeret mellem maj 1997 til maj 2001 Utah og på KPMCP [12]. Støtteberettigede tilfælde var mellem 30 og 79 år på tidspunktet for diagnosen, der bor i undersøgelsen geografiske område, engelsk tale, mentalt kompetent til at fuldføre interviewet, og med ingen tidligere CRC, og ingen tidligere diagnose af familiær adenomatøs polypose, colitis ulcerosa eller Crohns sygdom. Sager, der ikke opfylder disse kriterier ikke var berettigede som var individer, der ikke var sort, hvid, Spansk, eller asiatiske (for endetarmskræft studiet). Alle undersøgelsens deltagere forudsat skriftligt informeret samtykke om institutionelle Review Board godkendte samtykke formularer forud for afslutning af undersøgelsen spørgeskema; den samtykkeerklæring og forsøgsprotokollen blev godkendt af Institutional Review Board på personmotiver ved University of Utah, Kaiser Permanente Medical Research Program, og University of Minnesota.

Tumor Registry data

Tumor registerdata blev opnået at bestemme sygdom scenen på diagnose og måneders overlevelse efter diagnosen. Sygdom etape blev kategoriseret hjælp den sjette udgave af amerikanske Blandede Cancer (AJCC) mellemstationer kriterier. En patolog i Utah gjorde alt sygdommen iscenesættelse. Lokale tumor registre givet oplysninger om patientens opfølgning herunder vital status, dødsårsag, og bidrage dødsårsag. Opfølgning blev opnået for alle undersøgelsens deltagere og blev afsluttet for Colon Cancer Study i 2000 og for endetarmskræft Study i 2007. På det tidspunkt alle undersøgelsens deltagere havde over fem års opfølgning.

Tumor Marker data

Tumorer blev defineret af specifikke molekylære ændringer: enhver

TP53

mutation; enhver

KRAS

mutation; MSI +; og CpG Island Methylator fænotype (CIMP). CIMP status blev baseret på den klassiske panel og defineret som positiv, hvis mindst to af fem markører blev methyleret [13]. Mikrosatellit instabilitet (MSI) var baseret på

BAT26

,

TGFβRII

, og et panel af 10 tetranukleotid gentagelser, der har vist sig at korrelere stærkt med Bethesda Panel [14]; vores undersøgelse blev udført forud for Bethesda Panel udvikling. Disse data er medtaget i analysen, da vi har vist, at tumor molekylær fænotype påvirker overlevelse og er forbundet med SNPs i denne vej [10], [15]

TagSNP Valg og Genotypning

TagSNPs blev udvalgt anvendelse af følgende parametre: r

2 = 0,8 definerede LD blokke ved en kaukasisk LD kort, mindre allel frekvens (MAF) 0,1, strækkende -1500 bps fra initieringskodonen til +1500 bps fra termineringskodonen, og 1 SNP /LD bin. Alle markører blev genotypebestemmes hjælp af en brugerdefineret multiplex perle vifte assay format baseret på GoldenGate kemi (Illumina, San Diego, Californien). En genotype kald på 99,85% blev opnået. Blindede interne gentagelser repræsenterede 4,4% af prøven sæt. På duplikateksemplaret konkordans rate var 100,00%. S1 Tabel liste alle gener indgår i sub-pathway mens S2 Tabel liste antal SNPs vurderet for hvert gen og P

ARTP værdi for hvert gen på platformen. Vi analyserede data fra 155 gener, som omfattede 10 gener, der tidligere blev vurderet i vores laboratorium (

VDR

,

ESR1

,

ESR2

,

AR

,

IGF1

,

IGF1R

,

IGFBR3

,

IRS1

,

IRS2

, og

PPARG

) sammen med 145 gener fra Illumina platformen. Den oprindelige platform omfattede 1536 SNPs, af disse blev 1381 lykkedes analyseret af Illumina. Vi indgår i vores analyse kun de SNPs var 95% af befolkningen havde resultater, efterlader 1246 SNP’er til analyse ingen beregning blev udført

statistiske metoder

Målet med analysen var at vurdere. de overordnede sammenhænge mellem gener og veje, som de vedrører tyktarmen og endetarmskræft overlevelse. For at gøre dette, vi brugte ARTP, et statistisk program, der udnytter en meget effektiv permutation algoritme til at bestemme signifikans ved genet, sub-pathway, og sti niveau for overlevelse efter diagnosen med kolon eller endetarmskræft [16]. Vital status og overlevelse måneder blev permuteret 10.000 gange inden R-version 3.0.2 (R Foundation for Statistisk Computing, Wien, Østrig). Da vores fokus var på kolorektal cancer dødelighed, blev mennesker, der døde af andre årsager, eller som tabte til opfølgning blev censureret på datoen for død eller sidste kontakt. Måneders overlevelse blev beregnet ud fra datoen for diagnose indtil slutningen af ​​follow-up eller dato for sidste kontakt. Cox proportionel risiko modeller blev justeret for alder, race /etnicitet, køn, AJCC stadie, og tumor molekylær fænotype. Tumorer blev defineret af specifikke molekylære ændringer: enhver

TP53

mutation; enhver

KRAS

mutation; MSI +; og CIMP høj. Da andelen af ​​MSI + tumorer i endetarmen tilfælde var 3% [17], har vi ikke medtage disse tumormarkører som en justering variabel for endetarmskræft. Foreninger med SNPs inden ARTP blev vurderet under forudsætning af en additiv model, medmindre en indledende kontrol af hazard ratio angivet en dominerende eller recessiv arvegang. For SNPs med gen-p-værdier 0,05, der var forbundet med colon eller rektal cancer baseret på ARTP resultater, rapporterer vi Hazard Nøgletal (HR) og 95% konfidensintervaller (CIS) vurderes fra Cox Proportional Hazard modeller i SAS for at vise omfanget af sammenhængen mellem disse SNPs og fare for at dø efter diagnosen med colon eller rektal cancer; vi også rapporterer p-værdier for likelihood ratio test (LRT). Vi inkluderer de gener, der har bidraget til ARTP permuteret gen p-værdi for reference, da de muligvis kunne indikere større betydning og er af interesse for replikation andetsteds. Vi har ikke yderligere at justere SNP foreninger for flere sammenligninger, da vores analytiske tilgang er top down: se på den overordnede vej (hvor antal gener justeres), gener (hvor antallet af SNP’er justeres), og SNPs, der bidrager til en betydelig permuteret P

ARTP værdier. Gener blev tildelt til kun en sub-pathway forud for de hierarkiske analyser. vi indser Men mange gener kunne fungere i andre sub-veje, som de ikke var tildelt til analyse.

For at opsummere risikoen forbundet med den CHIEF vej, vi beregnede polygene summariske scoringer. At konservativt estimere risiko, vi indgår i risiko- modeller SNPs fra gener, hvor gen ARTP p-værdier var 0,10 eller mindre, og SNP p-værdier inden for disse gener var 0,10 eller mindre. Vores analyse omfatter SNPs med p 0,10 kun fra de gener, hvor P

ARTP var 0,10. Således har vi inkluderer SNPs, der ikke var statistisk signifikante og vi udelader SNPs, der var statistisk signifikant i gener, hvor P

ARTP var 0,10. Da gener er forbundet med flere sub-veje, vi ikke begrænse til gener, hvor sub-pathway var betydelig. Hvis SNP’er i det samme gen havde r

2 værdier på 0,80 eller derover kun én SNP blev inkluderet i modellen. Risk blev modelleret ved hjælp udsatte alleler ved hjælp af alle genotyper med lav risiko genotype eller referent gruppe som nul. For co-dominant eller additiv model en score på nul, én eller to blev tildelt i forhold til antallet af udsatte alleler, mens snesevis af nul eller to blev tildelt de dominerende og recessive modeller for at fange risikoen med de forskellige genotyper. Polygene scoringer blev derefter brugt til at sammenfatte risici på tværs generne og SNPs bedre tage højde for risikoen forbundet med vejen.

Resultater

De fleste af undersøgelsens deltagere var over 60 år, var ikke -Hispanic hvid, og han (tabel 1). De fleste tilfælde blev diagnosticeret med en AJCC Stage 1 eller 2 tumor. Ved slutningen af ​​opfølgningen ca. 35% af undersøgelsens deltagere var døde. Den samlede pathway blev ikke statistisk signifikant associeret med overlevelse for enten colon eller rektal cancer (tabel 2). Men JAK /STAT /SOC var signifikant for tyktarmskræft overlevelse (P

ARTP = 0,035) og interleukin sti var borderline betydning for endetarmskræft (P

ARTP = 0,06).

Men flere gener inden for sub-veje var signifikante for kolon (tabel 3) og rektal (tabel 4) kræft dødelighed. Femten gener (

DUSP2, INFGR1, IL6, IRF2, JAK2, MAP3K10, MMP1, NFkB1A, NOS2A, PIK3CA, SEPX1, SMAD3, TLR2, Tyk2

, og

VDR

) var signifikant associeret med tyktarmskræft dødelighed på 0,05 niveau; yderligere 15 gener havde genet P

ARTP værdier mellem 0,05 og 0,10 (se S3 tabel). Generne, der blev mest markant er forbundet med overlevelse var

JAK2 Hotel (P

ARTP = 0,0086),

PIK3CA Hotel (P

ARTP = 0,0098), og

SMAD3

(P

ARTP = 0,0059). Mere end 40 SNPs var signifikant forbundet med overlevelse inden for de 15 væsentlige gener (P

ARTP 0,05). Af disse SNP’er,

SMAD3

havde den stærkeste association med overlevelse (HR

GG 2,46 95% CI 1.44,4.21 P

LRT = 0,0002). Ti SNPs i fem gener havde P-værdier mindre end 0,005, herunder

IL6

rs1800796 (HR

GG 0,55 95% CI 0,36, 0,84),

IRF2

rs12504466 (HR

TT 1,51 95% CI 1.14,1.99), rs793814 (HR

TT /AA 0,57 95% CI 0.39,0.83), og rs3775582 (HR

AA /AT 0,67 95% CI 0.50,0.89),

JAK2

rs7043371 (HR

AT /TT 0,63 95% CI 0.47,0.84) og rs10815160 (HR

TT 1,62 95% CI 1.07,2.47),

SEPX1

rs732510 (HR

AA /AG 1,47 95% CI 1.13,1.90), og

SMAD3

rs893473 (HR

CC 1.45 95% CI 1.14,1.83) rs1866317 (HR

CC 1,47 95% CI 1.14,1.90) og rs12708492 (HR

CC 1,52 95% CI 1.16,2.00).

Færre gener var forbundet med overlevelse efter diagnosen med endetarmskræft end for tyktarmskræft (tabel 4). Syv gener (

IL2RA

,

IL8rA

,

IL8RB

,

IRF2

,

RAF1

,

RUNX3

og

SEPX1

) havde P

ARTP værdier 0,05, mens ni gener (

BMP1

,

BMPR1A

,

ESR2

,

IL1A

,

IL3

,

PRKAG2

,

SOCS1

,

STK11

, og

TSC2

) havde P

ARTP værdier mellem 0,05 og 0,10 (S4 tabel).

SEPX1

rs732510 var forbundet med både colon og rektal dødelighed med lignende størrelser af foreningen. Flere SNPs i gener med P

ARTP 0,05 havde også lineære trend P-værdier for 0,005, herunder

IR2RA

rs7072398 (HR

GG 0,62 95% CI 0.45,0.86),

IRF2

rs807684 (HR

AA /AG 0,31 95% CI 0,14, 0,67 P

LRT 0,0005) og rs3756094 (HR

GG /GA 0,37 95% CI 0.20,0.67 P

LRT 0,0003),

RAF1

rs11923427 (HR

CC 0,58 95% CI 0.40,0.65), og

RUNX3

rs2135756 (HR

AA /AG 0,54 95% CI 0.35,0.82 ).

polygenisk risikoscore (fig. 1) viste øget risiko med stigende antal udsatte alleler. Den overordnede HR for tarmkræft dødelighed blandt tyktarmskræft tilfælde i gruppen størst risiko (øverste sjettedel af udsatte allel distribution) var 11,81 (95% CI 7,07, 19. 74) og var 10.99 (95% CI 5.30,22.78) blandt rektal kræfttilfælde

1SNPs inkluderet i score:.

BMP-2

rs1979855, rs3178250,

BMPR1A

rs7895217, rs10887668,

BMPR1B

rs10049681, rs4699673, rs12508087, rs9307147, rs4490463, rs2120834,

DUSP2

rs1724120, EIF4EBP3 rs250425,

IFNGR1

rs3799488, rs9376267, rs1327474,

IGF1

,

IKBKB

rs5029748, rs10958713,

IL1B

rs1143627, rs1143623,

IL6

rs1800796,

IRF2

rs6856910, rs793777, rs2797507, rs12504466, rs793814, rs7655800, rs9684244, rs13139310, rs13116389, rs793801 , rs3775582,

IRF8

rs305083, rs305080, rs11649318, rs13338943, rs10514611, rs1044873,

JAK2

rs1887429, rs7043371, rs10974947, rs3780379, rs10815160,

JunB

rs2229510,

MAP3K10

rs1129156,

MMP1

rs470215,

MMP3

rs3025066,

NFKBIA

rs696, rs2233409, rs3138053,

NOS2A

rs7406657, rs2297516,

PIK3CA

rs2699905, rs7640662, rs2677760, rs1607237,

RPS6KA2

rs2049956, rs1894660, rs6918886, rs932356, rs9459715, rs1883361, rs4710090, rs661325, rs2345067, rs2072638, rs1309150, rs7745781,

SEP15

rs9433110,

SEPX1

rs732510,

SMAD3

rs1498506, rs9972423, rs2118611, rs11071933, rs7163381, rs4776892, rs2414937, rs745103, rs893473, rs1866317, rs4601989, rs11639295, rs12708492,

SOCS1

rs4780355,

STAT3

rs1053005, rs2293152, rs8069645,

STAT5A

rs12601982,

TLR2

rs5743704, rs5743708,

Tyk2

rs12720356, rs280521, rs280523 ,

VDR

_Fok1,

VDR

_Poly. 2SNPs inkluderet i score:

BMP1

rs12114940, rs3924229, rs3857979,

BMPR1A

rs7088641, rs2168730, rs7895217, rs4934275,

ESR2

_Rsa,

IL1A

rs3783546 ,

IL2RA

rs2386841, rs7072398, rs11256456, rs11256457, rs6602398, rs11256497, rs791587, rs10905669, rs2476491, rs2256774, rs706779, rs706778, rs3118470,

IL3

rs181781,

IL8rA

rs1008563, rs1008562, rs16858811,

IL8RB

rs1126579,

IRF2

rs809909, rs10009261, rs1425551, rs807684, rs3756094,

PRKAG2

rs1541538, rs2536082, rs6947064, rs7805747, rs1860743, rs10278273 , rs7801616, rs7784818, rs3934597,

RAF1

rs3729931, rs9809501, rs11923427, rs4684871, rs904453,

RUNX3

rs7517302, rs2135756,

SEPX1

rs13331553, rs732510,

SOCS1

rs193779,

STK11

rs8111699, rs741765,

TSC2

rs2074968.

diskussion

Adskillige gener var forbundet med overlevelse efter diagnose med colorektal cancer, selv om den samlede pathway var ikke statistisk signifikant og kun JAK /STAT /SOCs sub-pathway havde en P

ARTP 0,05. Femten gener var forbundet med tyktarmskræft overlevelse (P

ARTP 0,05) og syv gener var forbundet med rektal overlevelse kræft. Det skal bemærkes dette repræsenterer 9,6% af gener analyseret for tyktarmskræft og ca. 5% af gener analyseret til rektal cancer og kan være tilfældige resultater; derfor disse resultater har brug for gentagelser. Vi observerede, at faren for at dø efter at være blevet diagnosticeret med enten colon eller rektal cancer steg med stigende antal udsatte alleler. Manglen på statistisk signifikans observeret for den samlede pathway kunne afspejle sub-pathway grupperinger, der ikke optimere dataene. Yderligere evaluering i genet og SNP niveau antydet, at mange komponenter i reaktionsvejen bidrog til overlevelse, selv om en stor del af vejen ikke gjorde.

JAK /STAT-signalvejen blev den eneste sub-pathway, der var statistisk signifikant ved hjælp ARTP. Denne vej spiller en kritisk rolle i immunrespons og regulering af inflammation givet sin afgørende tilhørsforhold med cytokin signalering. STAT3 specifikt er blevet vist at fremme ukontrolleret cellevækst og overlevelse gennem dysregulering af genekspression involveret i apoptose, cellecyklus-regulering, og angiogenese. [18]

JAK1

,

JAK2

, og

STAT3

har været forbundet med kolorektal cancer progression [19]. I vores analyse,

STAT3

STAT5

var af marginal betydning med tyktarmskræft overlevelse, mens

JAK2

Tyk2

var statistisk signifikante. Inden for disse gener, blev adskillige SNPs signifikant associeret med overlevelse.

Flere gener i rygraden i CHIEF sti var forbundet med overlevelse, herunder

PIK3CA

for tyktarmskræft og

PRKAG2

,

STK11

, og

TSC2

for endetarmskræft. Phosphoinositid 3-kinase (PI3K gen officielle navn

PIK3CA

) er en tidlig begivenhed i celler reagerer på vækstfaktorer, cytokiner og insulin [20]. PI3K inducerer aktiveringen af ​​Akt1- (alias PDK). Den PI3K /Akt-vejen er anerkendt som en vigtig regulator af celleproliferation og overlevelse og menes at være involveret i formidling af virkningerne af mTOR [21]. Det er blevet vist, at inflammationsrelaterede faktorer kan aktivere mTOR kan fremme tumor angiogenese ved phosphorylering TSC1 (også kendt som hamartin) og derved inaktivere TSC1-TSC2 komplekset [22], [23]. TSC2, også kendt som tuberin, specifikt er blevet vist at være involveret i insulin signalering, tumor suppressor-funktioner, og regulering af cellevækst. En undersøgelse af Lee og hans kolleger viste, at

STK11

,

PRKAA1

, og

TSC1

polymorfier var forbundet med sygdomsfri overlevelse efter diagnosen med kolorektal cancer; de ikke se en forening med

TSC2

[24]. Andre undersøgelser har vist, at

STK11

er forbundet med tumor metastase og mere aggressive tumorer [25], [26].

Øget tumorvaskularisering og betændelse har været forbundet med avanceret tumor stadie og dårlig prognose [27]. Således har vi den hypotese, at gener associeret med angiogenese ville påvirke overlevelse. Vi observerede, at

NOS2A

,

MMP1

, og

VDR

var forbundet med overlevelse efter tyktarmskræft diagnose og ingen større angiogenese gener på vores platform var forbundet med endetarmskræft. Inducerbar nitrogenoxidsyntase (NOS2) induceres af inflammatoriske cytokiner og hypoxi og producerer store mængder nitrogenoxid. Nitrogenoxid kan påvirke kræft gennem mange måder, det kan øge apoptose og hæmme carcinogenese eller fremme carcinogenese gennem øget angiogenese [28]. MMP’er er involveret i normale fysiologiske processer, der kræves til udvikling og morfogenese; et tab af kontrol over MMP’er kan resultere i patologiske processer, herunder inflammation, angiogenese, og cellulær proliferation, som er centrale for sygdomme som kræft. MMP’er og MMP1 specifikt er blevet studeret under anvendelse af indikatorer for metastatisk potentiale ved at vurdere tumor stadium diagnosetidspunktet, tumorklassificering og histologi og vist sig at være forbundet med større metastatisk potentiale [29]. VDR-ekspression er blevet forbundet med bedre overlevelse for tyktarmen og brystkræft [30] – [32]. Tidligere vi rapporterede, at

Ftt1

SNPs var signifikant associeret med faren for at dø af kolorektal cancer efter diagnose med tyktarmskræft og

KDR

SNPs var forbundet betydeligt med kolorektale dødsfald efter diagnosen med endetarmskræft [ ,,,0],33].

TGF-β-signalvejen er blevet vist at være en af ​​de stærkeste veje er forbundet med tyktarmskræft risiko i vores data. Andre har vist, at en forbedret sygdomsfri overlevelse efter diagnosen med CRC var forbundet med øget TGF-β udtryk [34]. Forsti og kolleger så på ni polymorfier i TGF-β-signalvejen og CRC blandt 308 tilfælde af kolorektal cancer [35], og observeret, at

TGFβRA

IVS7G + 24A mindre allel var forbundet med bedre overlevelse. Adskillige andre undersøgelser har fokuseret på

SMAD2

,

Smad4

, og

SMAD7

og fundet foreninger med prognose efter CRC diagnose [36], [37]. Vi kun observeret marginalt signifikante sammenhænge med

BMP-2 Hotel (P

ARTP = 0,083),

BMPR1A Hotel (P

ARTP = 0,053),

BMPR1B Hotel (P

ARTP = 0,069) for tyktarmskræft overlevelse.

RUNX3

var signifikant associeret med rektal overlevelse kræft, mens

BMP1 Hotel (P

ARTP = 0,099) og

BMPR1A Hotel (P

ARTP = 0,085) var marginalt signifikant

To

MAPK’er

gener var forbundet med overlevelse i vores data.; disse gener medierer intracellulær signalering og er involveret i forskellige cellulære processer, der omfatter celleproliferation og differentiering og apoptose og impliceret i progressionen [38]. De tre store kategorier af MAPK er stress-aktiveret protein kinase c-Jun NH-2-terminalen kinase (

JNK

eller

SAPK1

), stress-aktiveret protein kinase 2 (p38 eller SAPK2) , og de ekstracellulære signal-regulerede proteinkinaser (

ERK1

/2) [38], [39]. JNK, der omfatter

MAP3K10 Hoteller, som var forbundet med overlevelse i vores data, er generelt forbundet med apoptose induktion [40]. DUSPs dæmper effekten af ​​MAPK [41].

SEPX1

var forbundet med overlevelse for både colon og endetarmskræft, mens

SEP15

blev marginalt forbundet (P

ARTP = 0,068) med tyktarmskræft overlevelse. Vi har tidligere rapporteret, at tre SNPs i denne vej var forbundet med rektal overlevelse kræft,

SEPN1

rs718391 (HR 1,67, 95% CI 1.11,2.51) og

SEPX1

rs13331553 (HR 1,46 95% CI 1.07,2.00) og

SEPX1

rs732510 (HR 1,68 95% CI 1.09,2.60) efter justering for flere sammenligninger bruger FDR. Men tager det gen tilgang, som vi gjorde med ARTP,

SEPX1

forblev signifikant for både colon og rektal cancer,.

Flere cytokiner, herunder interleukiner og interferoner og andre mediatorer af inflammation var forbundet med både kolon (

INFGR1

,

IL6

,

IRF2

,

NFκB1A

,

TLR2

) og endetarmskræft overlevelse (

IL1A

IL3

), som var suppressor af cytokin signalering (

SOCS1

). Funktioner af cytokin-relaterede veje indbefatter apoptose og celleproliferation. INFG har vist sig at regulere ekspression af apoptose-relaterede gener og er blevet opstillet den hypotese, at regulere celle følsomhed over for apoptose [42]. TLRs kan fremme inflammation, celleoverlevelse og tumorprogression [43]. Undersøgelser analysere sammenhænge mellem risiko eller overlevelse og SNP’er i interleukin gener såsom

IL1B

,

IL1RA

,

IL10

har rapporteret modstridende resultater; nogle SNP’er blive associeret med øget risiko eller overlevelse, mens andre er forbundet med en lavere risiko eller overlevelse for tarmkræft [44] -. [46]

For at estimere omfanget af risiko forbundet med at bære flere højrisiko-alleler, vi skabt en polygen risikoscore. Vores resultater antyder, at den genetiske variant belastning er vigtig for overlevelse efter diagnose, da vi observerede betydelig forøget risiko for at dø med et stigende antal variant genotyper. Mens man kunne hypotesen, at en enkelt fornærmelse mod vejen kan påvirke risiko, og at yderligere fornærmelser ville have minimal effekt på risiko, foreslår vores data ellers. Inflammatoriske veje er noget overflødig, sammensat af multiple cytokiner med overlappende funktioner; dette understøtter, at flere fornærmelser til veje vil medføre øget risiko. Vores data understøtter den hypotese, at stigninger i risiko og fare for at dø er lineær og at så genetisk variant belastning af højrisiko-genotyper stiger, så gør risikoen for at udvikle kræft og døende efter at være blevet diagnosticeret med kræft. Men forsigtighed er i orden på grund af de data, der anvendes til at identificere udsatte alleler, blev derefter brugt i polygenic score risiko. Mens vi ikke bare tage betydelige SNPs i at skabe en risiko score, men brugt vores permuterede data til at identificere udsatte alleler, disse resultater stadig garanterer forsigtighed, især med hensyn til størrelsen af ​​de fundne associationer. Endvidere at hjælpe sted risikoen observeret i disse data til andre risikofaktorer for overlevelse, bør det bemærkes, at sygdom fase forbliver den stærkeste prædiktor for overlevelse, med dem, der bliver diagnosticeret på AJCC Stage 4, der har over en 12-fold øget risiko for at dø end dem diagnosticeret på en lokal sygdom scene.

den vej tilgang, vi brugte var roman i, at det sammenfattet den statistiske signifikans af vejen og gener i stedet fokusere på de enkelte SNPs. ARTP tilladt os at kombinere enkelt SNP p-værdier ved hjælp af rang afkortet produkt statistik og vurdere betydningen via permutationer på flere niveauer, herunder det gen, sub-pathway, og den samlede vej niveau. Mens vi valgte gener, vi troede var vigtigst for vejen, er der mange andre gener og SNP’er er involveret i denne vej, der kan være vigtige og bidrager til colorectal cancer-dødelighed. Vi har også er begrænset i vores evne til at vurdere samspillet mellem gener og med livsstilsfaktorer, der kan påvirke risikoen, da ARTP på dette tidspunkt ikke mulighed for vurdering af interaktioner. Desværre har vi ikke en separat befolkning til at validere disse resultater, og derfor opfordre andre med lignende data at kopiere disse resultater. Ligeledes har vi ikke forsøge en test og træningssæt, da virkningen af ​​denne metode på studiet magt; manglende replikation kunne således være fra mangel på magt. Andre begrænsninger for vores vurdering er mangel på behandling og andre relaterede medicinske tilstande, der kan påvirke overlevelse. Mens vi kan argumentere for, at det er usandsynligt, at disse gener og SNP’er er forbundet med behandling, har vi ikke mulighed for at teste det.

tabel. P

trend≤0.10).

doi:10.1371/journal.pone.0116169.s004

(DOCX)

Acknowledgments

The