仍是未知是否烟草烟雾诱发DNA甲基化是一个早期事件后期致癌或事件,特定于公开的癌组织。使用MethyLight化验,我们分析了316个肺组织样本151例癌症(121 ever-smokers和30不吸烟者)19个基因的甲基化之前观察到在nonsmall hypermethylated细胞肺癌。只有APC (39%)、CCND2(21%)、背景(7%),和RARB (4%) hypermethylated > 2%的这些癌症的主题。CCND2在ever-smokers hypermethylated更频繁(26%)比不吸烟者(3%)。CCND2甲基化也伴随着年龄的增加和上部叶样品位置。APC是经常hypermethylated ever-smokers(41%)和不吸烟者(30%)。snps和CDH13,男朋友,CDKN2A (p16) CDKN2B, DAPK1, IGFBP3, IGSF4, KCNH5, KCNH8,管理,OPCML, PCSK6, RASSF1, RUNX, TMS1很少hypermethylated各科(< 2%)。CCND2甲基化可能反映了吸烟引起的肺癌癌前变化。
肺癌在美国每年造成更多死亡比乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、前列腺癌合并,估计约157300人死亡(2010年
过去4到5年,已取得显著进展,阐明吸烟的致癌机制。使用动物模型,它已被证明,在60岁以上建立的致癌物质在香烟烟雾,20可以导致肺癌
最近,DNA甲基化被认为是一种替代方法,表观遗传机制在肺癌基因沉默,除了基因突变。几个环境因素被认为引起异常的DNA甲基化,包括饮食因素、化疗药物和重金属
然而,这些结果并不显示DNA甲基化是否发生早期或晚期的致癌作用。早期的致癌作用的变化(特别是有关吸烟)假设有点广泛发生在肺部,可能因此被检测到在良性肺组织,以及在任何出现的癌症
我们最近分析了匹配癌与非癌性肺组织nonsmall细胞性肺癌(NSCLC)患者。我们观察到,在27个基因测试,大多数DNA甲基化是肿瘤特异性变化,因此在致癌作用可能是后期更改
基因hypermethylated > 2%的非癌性肺组织。
| 雨果缩写 | 基因名字 | 函数 |
|---|---|---|
| APC | 腺瘤息肉病杆菌 | 细胞周期:抑制WNT信号途径,参与主轴装配和染色体分离,细胞粘附和细胞迁移 |
| CCND2 | 细胞周期蛋白D2 | 细胞周期:调节到和CDK6进入s阶段( |
| 背景 | 钙粘蛋白1;钙粘蛋白(上皮) | 细胞粘附,epithelial-mesenchymal过渡 |
| RARB | 视黄酸受体β | 调节细胞增殖和分化 |
所有程序进行了按照制度审查委员会和人体试验委员会批准。回顾性入学科目谁经历了肺手术(肺减容、肺移植,楔形活检,或叶切除术)良性的疾病包括肺气肿、慢性支气管炎、支气管扩张、肉芽肿性疾病,各种传染病,和囊性或肺纤维化,华盛顿大学医学中心(UWMC) 1995年7月1日至2005年7月1日。综述了所有标本的病理学家(CDJ)专家证实,他们代表非癌变的肺部组织。从受试者的临床数据聚集UWMC医疗记录,包括吸烟史和主肺的诊断。受试者排除下列原因:之前的诊断肺癌,肺组织进行甲基化分析不足,或未知的包年的吸烟。总共有372良性的肺组织样本159受试者识别DNA甲基化分析。
从每个块,六20 -
如前所述在细节
引物和探针MethyLight化验是专门为bisulfite-converted完全甲基化DNA。他们的序列已报告之前
为对比组,提供独立的观察,我们随机选择一个组织块每代表每个主题的甲基化状况。评估潜在的差异基因甲基化的网站肺,搭配上、下叶组织样本中使用McNemar检验法测试受试者相比。评估单变量和多变量基因甲基化和独立变量之间的关系(吸烟、年龄、性别、叶的肺,包年和年辞职),我们从每个主题包括所有可用的组织样本,采用广义估计方程(天啊)。这种方法使分析数据和重复测量(每个主题从不同叶多个组织样本),占受试的相互关系。在选择一个模型,一个分对数链接使用,我们假定一个可交换的相关结构占intrasubject相关工作。参数估计是取幂提供优势比(或)和95%置信区间(CI)。双向0.05测试水平确定统计学意义分析。所有使用SAS 9.1版本进行分析(SAS研究所Inc .卡里,NC)。
我们回顾性招收了151名受试者贡献316可用病理学街区(表
临床资料的151例癌症MethyLight测定肺组织。
| 不吸烟者( |
Ever-smokers ( |
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|---|---|---|
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43.7±11.6 | 61.0±9.9 |
| 热带病 | 11 (37%) | 2 (2%) |
| 40至49 | 8 (27%) | 14 (12%) |
| 50-59 | 9 (30%) | 33 (27%) |
| 60 - 69 | 2 (7%) | 43 (36%) |
| 70 - 79 | 0 (0%) | 29 (24%) |
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18 (60%) | 58 (48%) |
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| 1-39 | N /一个 | 50 (41%) |
| ≥40 | N /一个 | 71例(59%) |
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| 0(当前) | N /一个 | 15 (13%) |
| 1 - 4 | N /一个 | 31 (26%) |
| 5 - 9 | N /一个 | 27 (23%) |
| 10 - 19 | N /一个 | 30 (25%) |
| ≥20 | N /一个 | 17 (14%) |
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| 肺减容 | 0 (0%) | 57 (47%) |
| 肺移植 | 9 (30%) | 31 (26%) |
| 楔形活组织检查 | 18 (60%) | 24 (20%) |
| 叶切除术 | 2 (7%) | 5 (4%) |
| Bullectomy | 0 (0%) | 4 (3%) |
| 侧 | 1 (3%) | 0 (0%) |
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| 一个样本 | 17 (57%) | 23 (19%) |
| 多个样本 | 13 (43%) | 98例(81%) |
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| 上部叶只 | 5 (17%) | 60 (50%) |
| 中部叶或海豆芽 | 6 (21%) | 1 (1%) |
| 下叶只 | 10 (34%) | 21 (18%) |
| 多叶 | 8 (28%) | 37 (31%) |
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| 肺气肿c | 3 (10%) | 86例(71%) |
| 炎症条件d | 13 (43%) | 21 (17%) |
| 传染病 | 4 (13%) | 7 (6%) |
| 囊性纤维化 | 5 (17%) | 0 (0%) |
| 肺动脉高压 | 1 (3%) | 2 (2%) |
| 结节病 | 1 (3%) | 1 (1%) |
| 淋巴样增生 | 1 (3%) | 1 (1%) |
| 梗塞 | 1 (3%) | 1 (1%) |
| 血管瘤 | 0 (0%) | 1 (1%) |
| 被困的肺 | 1 (3%) | 0 (0%) |
| 没有组织学异常 | 0 (0%) | 1 (1%) |
一个离开1年没有主题。
b示例4的位置未知样本3科目。
c有关详细信息,请参阅结果部分。
d炎症条件包括慢性支气管炎、支气管扩张、肺纤维化、肉芽肿性疾病。
我们分析316可用病理学块从这些151例,包括177上部叶样本,105下叶样本,30中部叶或海豆芽样本,4叶的起源尚不清楚。多个块ever-smokers可供98人(81%)和13(43%)的不吸烟者;从269年121年ever-smokers样本测试,而从30不吸烟者,47个样本测试。样本网站在ever-smokers差异很大,不吸烟者ever-smokers的50%,17%的不吸烟者相比,只贡献了样本上叶。这种差异是因为许多ever-smokers在我们的样例接受了肺气肿,肺减容手术时主要影响上肺区吸烟引起的。
考虑一个随机的组织块/主题,只有APC (39%)、CCND2(21%)、背景(7%),和RARB (4%) hypermethylated在2%以上的主题(图
四个基因的甲基化在非癌性肺组织。百分比的甲基化的四种基因(APC, CCND2、背景和RARB),由吸烟分层状态。样品被认为是任何甲基化阳性PMR > 0%。提供人口统计,每个主题是随机选择一个肺组织样本。其他15个基因测试hypermethylated在< 2%的受试者。
APC和CCND2经常hypermethylated在同一个样本;179例(57%)为阴性样本两个基因,16(5%)为甲基化阳性CCND2,但不是APC, 68(22%)为甲基化阳性的APC但不是CCND2, 53(17%)样本阳性基因。CCND2明显与APC甲基甲基化在所有科目(或= 7.3,95% CI = 3.9 - -13.8),在吸烟者只有(或= 7.4,95% CI -14.0 = 3.9)。在不吸烟者,31例(66%)为阴性样本两个基因,APC 14(30%)阳性,2例(4%)阳性样本APC和CCND2。
在单变量啊所有标本(表的分析
启动子甲基化的所有subjects-odds比率(95% CI)。
| Ever-smokers与不吸烟者 | 每10岁 | 女性和男性 | 上部和下部叶 | |
|---|---|---|---|---|
| 单变量一个 | ||||
| APC | 1.3 (0.6 - -2.9) | 1.1 (0.9 - -1.4) | 0.6 (0.5 - -0.8) | 1.6 (0.9 - -2.7) |
| CCND2 | 6.9 (1.6 - -29.8) | 1.9 (1.4 - -2.7) | 0.8 (0.6 - -1.1) | 2.3 (1.2 - -4.4) |
| 多元一个 | ||||
| APC | 1.0 (0.4 - -2.6) | 1.0 (0.8 - -1.3) | 0.6 (0.4 - -0.8) | 1.6 (1.0 - -2.8) |
| CCND2 | 2.8 (0.6 - -12.1) | 1.7 (1.2 - -2.4) | 0.8 (0.6 - -1.2) | 2.0 (1.0 - -3.8) |
一个联系临床参数和基因甲基化,评估在PMR > 0%,在所有316肺标本151例。
在从121年的269个样本子集ever-smokers(表
Ever-smokers only-odds比率启动子甲基化(95% CI)。
| 包年每10年 | 戒烟年每10年 | 每10岁 | 女性和男性 | 上部和下部叶 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 单变量一个 | |||||
| APC | 1.0 (0.9 - -1.1) | 0.9 (0.6 - -1.2) | 1.1 (0.8 - -1.5) | 0.6 (0.5 - -0.8) | 2.0 (1.1 - -3.5) |
| CCND2 | 1.1 (1.0 - -1.3) | 0.8 (0.6 - -1.1) | 1.8 (1.3 - -2.6) | 0.8 (0.6 - -1.1) | 1.9 (1.0 - -3.5) |
| 多元一个 | |||||
| APC | 0.9 (0.8 - -1.1) | 0.8 (0.6 - -1.2) | 1.2 (0.8 - -1.7) | 0.6 (0.4 - -0.8) | 2.1 (1.1 - -4.0) |
| CCND2 | 1.0 (0.9 - -1.2) | 0.8 (0.5 - -1.2) | 1.8 (1.2 - -2.9) | 0.9 (0.6 - -1.2) | 1.7 (0.9 - -3.4) |
一个269年临床参数之间的关联和基因甲基化与现在或过去的肺标本121例吸烟史。
众所周知,吸烟有关肺肿瘤和肺气肿不成比例地影响到肺上叶。因此,如果一个基因的甲基化与吸烟有关,我们可能期望找到更多甲基上叶样本下叶样品相比,ever-smokers之一。
检查所有269个样本ever-smokers(表
在121年我们的队列,ever-smokers 30都上部和下部叶样品可用,并被包含在受试,两两比较。APC, 12 30对不和谐的甲基化状态(1积极和消极的),其中12 8显示APC在上层叶而不是甲基化下叶样品(
DNA甲基化是一个重要的事件在肺部致癌作用。然而,目前未知的DNA甲基化的变化是否早期事件,发生在以前正常肺组织或是否后期更改,只出现在明显的肿瘤细胞(
重要的是,我们观察到CCND2,已知经常hypermethylated在肺癌组织中(
CCND2编码细胞周期蛋白D2,蛋白参与细胞周期进展,认为作为监管机构的细胞周期蛋白依赖激酶4和细胞周期蛋白依赖激酶6从G1过渡到s阶段(
在肺,CCND2甲基化被发现在40 - 56%的非小细胞肺癌(
相结合,这些结果揭示了发展的速度CCND2肺,甲基化与患肺癌的风险。虽然CCND2甲基化是非常罕见的(3%)在我们当前研究的低风险组30不吸烟者,这是更频繁的高危人群ever-smokers(24 - 26%在我们当前和先前的研究),和最频繁的公开的非小细胞肺癌组织(40 - 56%)。这risk-stratified肺组织的发展表明,CCND2甲基化可能真正反映早期肺癌、癌前变化途中的癌症,这可能是由于吸烟的影响。
然而,我们的研究结果对于CCND2应当被视为初步这时,有几个原因。在多变量分析中,吸烟的影响地位CCND2甲基化后降低趋势水平意义考虑样本的影响位置(上部和下部叶)和时代主题。这可能发生,因为在我们的示例中,大多数吸烟者对肺气肿和肺手术为明显老群,更有可能造成样本上叶(肺气肿是最突出)。相比之下,非吸烟者是年轻和接受肺切除术为各种不同的疾病。这样显著相关的因素,多变量分析可能没有可靠地分离每个因素对基因甲基化的相对贡献。因此,观察到的差异的速度CCND2甲基化可能归因于任何这些因素或其他,不吸烟者之间的不同。肺气肿,例如,CCND2更可能尽管甲基化率显著CCND2甲基化也与其他诊断中发现吸烟者。虽然CCND2甲基化可能是独特的肺气肿病理生理学的一部分,更有可能是因为肺气肿反映严重吸烟引起的肺损伤。年龄对CCND2的影响还没有被甲基化研究之前在良性肺,尽管已报告多个基因的甲基化率增加随着年龄的增长,体内各种组织,包括背景和DAPK1在肺
在我们当前和先前的研究,CDKN2A (p16) hypermethylated在26%的癌症组织(
CCND2甲基化可能是早期,吸烟引起的肺癌癌前变化;是非常罕见的在不吸烟者的肺组织,更频繁的吸烟者中,最频繁的在公开的非小细胞肺癌组织中。这个结论应该在未来的调查核实。此外,本研究支持我们之前调查的结论,尽管它们hypermethylated在许多NSCLC肿瘤组织,RASSF1, DAPK1,男朋友,CDH13,管理,KCNH5,在某种程度上是携带者和RARB,很少hypermethylated癌症肺癌,即使重要的烟草暴露(
没有宣布。
这项研究是由国家卫生研究院,国家癌症研究所资助nos。R01 CA115559 R01 CA107264, R01 CA80907。