Krooninen sairaus

tiivistelmä

vähentäminen tai ehtyminen mitokondrio-DNA (mtDNA) on liittynyt syövän etenemisessä. Vaikka epätasapainoista mtDNA sisältö tiedetään esiintyvän eturauhassyövän, eroja mtDNA sisällön välillä Afrikkalainen Amerikkalainen (AA) ja valkoihoinen amerikkalainen (CA) miehet ei ole määritelty. Tarjoamme ensimmäinen näyttö siitä, että kasvaimia AA miehillä hallussaan alennettu mtDNA verrattuna CA miehiä. Mediaani kasvain mtdna pitoisuus väheni AA miehillä. mtDNA pitoisuus pieneni myös normaalissa eturauhasessa kudoksissa AA miesten verrattuna CA miehillä, mikä viittaa mahdolliseen syöpäherkkyys AA miehillä. mtDNA pitoisuus pieneni myös hyvänlaatuisen eturauhasen liikakasvun (BPH) kudosta AA miehiä. Kasvain ja BPH kudoksia potilailta ≥60-vuotiaille hallussaan alennettu mtdna sisältöä verrattuna potilaisiin 60-vuotiaita. Lisäksi mtDNA pitoisuus oli suurempi normaaleissa kudoksissa potilailta, joilla on pahanlaatuinen T3 vaiheessa tauti verrattuna potilaisiin, joiden T2 vaiheessa tauti. mtDNA tasoa vastaaviin normaaleihin eturauhasen kudoksia lähes kaksinkertaistunut Gleason arvosana 7 verrattuna ≤7, kun taas pienentää mtDNA pitoisuus havaittiin kasvainten Gleason luokka 7 verrattuna ≤7. Yhdessä meidän tiedot viittaavat siihen, että AA miehet omistavat pienempi mtDNA tasot normaaleissa ja tuumorikudoksissa verrattuna CA miehiä, jotka voivat edistää korkeamman riskin ja aggressiivisempi eturauhassyöpä AA miehillä.

Citation: Koochekpour S, Marlowe T Singh KK, Attwood K, Chandra D (2013) Alennettu mitokondrioiden DNA Content Associates huonon ennusteen eturauhassyövän Afrikkalainen amerikkalainen Men. PLoS ONE 8 (9): e74688. doi: 10,1371 /journal.pone.0074688

Editor: Madhuri Kango-Singh, University of Dayton, Yhdysvallat

vastaanotettu: 05 huhtikuu 2013; Hyväksytty: 08 elokuu 2013; Julkaistu 23 syyskuuta 2013

Copyright: © 2013 Koochekpour et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä tutkimus saanut tukea National Cancer Institute of National Institutes of Health alle Award lukumäärä R01CA160685 ja K01CA123142, ja American Cancer Society Research Scholar Grant RSG-12-214-01 – CCG DC ja National Cancer Institute Centerin Support Grant P30 CA016056 Roswellin Park Cancer Institute. Lisätukea saatiin R01MD005824, R21CA149137 ja R21CA143589 SK ja R01 CA121904 ja R21 CA153097 KKS. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Mitä diagnoosin ja kuolleisuus, eturauhasen syöpä on yksi johtavista syövistä keskuudessa American men. Lisääntynyt eturauhassyöpä liittyvien diagnoosien ja kuolleisuus ovat yleensä liittyneet Afrikkalainen amerikkalainen (AA) miehiä kuin valkoihoisilla amerikkalainen (CA) miesten [1] – [3]. Vaikka ruokavalio ja suvussa todennäköisesti tärkeä rooli tätä eroa, geneettiset tekijät voivat myös olla keskeisesti vaikuttavien tekijöiden eturauhasen kasvaimien syntyyn. Mutaatio tai deleetio mitokondrio-DNA (mtDNA) on liitetty useita syöpiä, mukaan lukien eturauhassyöpä [4] – [6].

In vitro

ja

in vivo

analyysit osoittavat, että vähentäminen mtDNA sisältö liittyy hankintaan androgeenista riippumaton fenotyyppi ja johtaa eturauhassyövän etenemiseen [6] – [8]. Vähentynyt taso mtDNA ja mutaatioiden mtDNA on raportoitu useita syövän tyyppejä, kuten eturauhasen [9], [10] rintojen [11], munuaisten [12], ja maksan [13]. Sitä vastoin lisääntynyt mtdna sisältö on myös raportoitu muiden syöpien, mukaan lukien eturauhassyöpä [14] – [16]. Ehtyminen tai vähentäminen mtDNA estää apoptoosin, mikä edistää syövän etenemistä [17] – [19]. Lisäksi, ehtyminen mtdna johtaa resistenssin kehittymistä syöpälääkkeiden, mukaan lukien sisplatiini ja adriamysiini [20]. Kuitenkin lisääntynyt mtDNA tasot liittyvät myös kehittynyt resistenssi doketakselia pään ja kaulan syöpäsolut [21]. Siksi säilyttää vakaan tilan tason mtDNA syöpäsoluissa on kriittinen myönteinen tulos syöpähoidon aikana.

Miten mtDNA säätelee kasvaimen kehittymisen prosessi ei ole selkeästi määritelty, mutta nykyinen näyttö viittaa siihen, että mutaatio, vähentäminen tai poistetaan mtdna johtaa viallisen oksidatiivinen fosforylaatio (OXPHOS), lisääntynyt reaktiivisen hapen (ROS) tuotanto, indusoimalla glykolyyttisen reitin, lisääntyneen ekspression prosurvival proteiineja, mikä johtaa lopulta syövän leviämisen ja kasvaimen kehittymisen [19], [22] – [ ,,,0],24]. Siksi modulaatio mtDNA sisällön syövässä, mukaan lukien eturauhassyöpä, on merkittävä ymmärtämiseksi sairaudesta. Vaikka epätasapainossa tasot mtdna on raportoitu eturauhasen syöpä [7], [16], [24] – [26], ero tasojen mtDNA AA ja CA eturauhassyövän potilailla ei ole vielä raportoitu. Täällä tarjoamme ensimmäistä näyttöä siitä vähennetään mtDNA sisältö voi myötävaikuttaa lisääntyneeseen esiintymiseen sekä aggressiivinen eturauhassyöpä fenotyypin AA miehillä verrattuna CA miehillä.

Tulokset

BPH ja eturauhasen kasvain kudokset ovat alhaisempia mtDNA

OXPHOS viat ovat yksi tunnusmerkkejä useita syöpien riskiä. OXPHOS Järjestelmä koostuu viidestä moniyksikköisten komplekseja, ja mtdna koodaa 7 alayksiköiden kompleksin I, 1-alayksikön kompleksi III, 3 alayksiköiden kompleksin IV, ja 2 alayksiköiden kompleksin V [16], [27]. Siksi ymmärtää merkityksen mtDNA eturauhassyövän etenemiseen, päätimme mtDNA pitoisuus normaalissa eturauhasessa kudosnäytteistä, eturauhasen hyvänlaatuisen liikakasvun (BPH) kudos, eturauhasen kasvaimia, ja valkosolujen (WBC: t). Havaitsimme, että mediaani mtdna pitoisuus väheni ~72% BPH verrattuna normaaliin eturauhasen epiteelikudoksista eturauhassyöpäpotilailla (taulukko 1). Lisäksi, mtdna pitoisuus on myös vähennettävä ~77% primaarisessa eturauhasen kasvaimissa verrattuna normaalin eturauhasen epiteelikudoksista. Mielenkiintoista on, että mtDNA pitoisuus väheni merkittävästi WBCs verrattuna normaalin eturauhasen epiteelin kudosten tai kasvainten (katso taulukossa 1-7, ja kuvio 1 ja 2). Loput Potilaan demografiset tiedot kuten ikä, rotu, lavastus, Gleason luokittelua, eturauhasen antigeenin (PSA) asema, ja potilaiden määrä mukana mainitaan taulukossa 1.

, mtDNA pitoisuus verrattiin iän käyttäen Wilcoxonin-sum test. B, mediaani mtDNA pitoisuus normaalissa, BPH, ja kasvaimet potilailta 60 ja ≥60-vuotiaita on piirretty vertailua varten. C, mtDNA pitoisuus verrattiin rodun käyttämällä Wilcoxonin-sum test. D, mediaani mtDNA pitoisuus normaalissa, BPH, ja kasvaimet AA ja CA potilaita piirretty vertailua.

eturauhassyöpä potilaat Yli 60-vuotiaita Harbor Alennettu mtDNA sisältö Kasvaimet mutta Lisääntynyt mtDNA sisältö normaali eturauhaskudoksiin

Age vertailun mtDNA sisällön eturauhassyöpäpotilailla osoitti, että normaalissa eturauhasessa epiteelikudoksissa, mediaani mtDNA sisältöä kasvoivat ~229% potilailla ≥60 vuotta verrattuna potilaisiin 60-vuotiaita. Vastaavasti, keskiarvot lisääntyivät myös potilailla, ≥60-vuotiaita (kuvio 1A ja B). Toisin kuin normaalissa eturauhasessa epiteelikudoksissa, mtDNA pitoisuus väheni sekä BPH ja kasvaimen kudokset saatiin potilailta ≥60-vuotiailla verrattuna vanhemmilla potilailla 60 vuotta. Vaikka keskimääräinen mtDNA pitoisuus kasvaimissa oli ~ 7 kertaa alhaisempi vanhemmilla potilailla ≥60 vs. 60-vuotiaita, mediaaniarvojen osoitti vain -16% vähennys vanhemmat eturauhassyövän potilailla (kuva 1A ja B). On mielenkiintoista huomata, että mitokondrion sisältö kasvaimen näytteet osoittivat korkean vaihtelevuuden, joka on yhdenmukainen aiemmat havainnot, että kasvaimen solut osoittavat korkeita mtdna vaihtelevuuden [16]. Tasot mtdna vuonna WBCs vähensi myös potilailla ≥60-vuotiaita (kuvio 1A).

Ensisijainen eturauhaskasvaimissa ja normaalissa eturauhasessa kudoksille AA Miesten Hallussaan Alennettu mtdna Sisältö Verrattuna CA Men

Eturauhassyöpä on erittäin aggressiivinen AA miehillä verrattuna CA miehiä; kuitenkin, taustalla olevien mekanismien ei vielä ole määritelty. Vähentynyt mtDNA sisältö on yksi tärkeimmistä tekijöistä, syövän etenemisen, kuten eturauhasen syöpä [7], [25], [26]. Kuitenkin vertailevia analyysejä mtDNA välillä AA ja CA potilaita ei ole yritetty. Ymmärtää, miksi AA miehiä, esiintyi ja aggressiivisuus eturauhassyövän verrattuna CA miehiä, analysoimme mtDNA pitoisuus näissä kahdessa ryhmässä eturauhassyövän potilailla. Havaitsimme, että normaalissa eturauhasessa epiteelikudoksissa tasot mtDNA AA miehet olivat merkitsevästi pienempi (54%) verrattuna CA miehillä (p = 0,047). Vaikka keskimääräinen mtDNA pitoisuus eturauhasen kasvain kudoksissa AA miehiä oli 6-kertaa pienempi kuin CA miehiä, mediaani mtDNA sisältö osoitti vain -16%: n vähennys. Samoin mtDNA pitoisuus on myös vähennettävä ~73% BPH AA verrattuna CA potilaille (kuvio 1 C ja D). WBCs Näiden kahden ryhmän potilaista ei ilmennyt merkittäviä muutoksia mtDNA sisältöä (kuvio 1 C).

Higher mtDNA Tasot normaaleissa kudoksissa Vastaavat Higher Staging vuonna Eturauhassyöpä

edelleen vahvistaa ja arvioi, että on tärkeää mtDNA syövän etenemistä, vertasimme eri eturauhassyövän vaiheissa molemmissa ryhmissä yhdistetyn väestön. Yllättäen havaitsimme korkeampi mtDNA sisältöä vastaaviin normaaleihin kudoksiin on T3 vaiheessa (ts kasvain leviää eturauhasen kapseli) verrattuna T2 vaiheessa (so hyvänlaatuinen vaihe). Koska T3 vaihe kasvaimet ovat huonommin ennusteiden verrattuna T2 vaiheessa mtDNA normaaleissa kudoksissa T3 kasvaimista tarvitsee lisätutkimuksia. Vaikka syy lisääntynyt mtDNA normaaleissa kudoksissa kasvaimista korkeampiluokkaisiin ja vaiheessa ei tiedetä, yksi uskottava selitys voisi johtua kertyminen määrän kasvuun muuttunut tai viallinen mitokondrioita normaaleissa soluissa, jotka eivät muuttaneet, mikä aiheuttaa lisääntynyt määrä mtDNA normaaleissa kudoksissa ylempään palkkaluokkaan ja vaihe. Mielenkiintoista, mtDNA pitoisuus ei vaikuttanut kasvainkudoksissa tai BPH näytteissä. Tärkeää on, lisääntynyt mtDNA tasot WBCs klo T3 vaiheessa viittaavat siihen, että mtDNA sisältö voisi olla myös mahdollista merkkiaine lavastus ja ennustamiseen aggressiivisuus eturauhassyöpää (taulukko 2).

Analyysit PSA tasoilla ja mtDNA sisältöä osoittivat, että mediaani mtDNA pitoisuus oli positiivisessa yhteydessä PSA-tasot normaaleissa kudoksissa, kun taas se aleni kasvaimia sairastavien potilaiden PSA-arvot 10. Ei erityisiä suuntaus oli nähtävissä BPH näytteistä (taulukko 3).

mtDNA Sisällön Kääntäen Liittyy kanssa Gleason Grade eturauhassyöpäpotilailla

osalta Gleason luokalla mtDNA pitoisuus normaalissa eturauhasessa epiteelikudoksissa oli lähes kaksinkertaistui Gleason arvosana 7. verrattuna Gleason arvosana ≤7. Sen sijaan, eturauhasen kasvaimia oli vähentynyt mediaaniarvot mtDNA näytteissä kanssa Gleason arvosana ≥7; kuitenkaan ole eroa mtDNA sisältöä eri Gleason laadut havaittiin BPH näytteistä (taulukko 4).

Kun verrataan mediaaniarvot mtDNA sisällön kasvaimissa välillä Gleason laatu ≤3 ja ≥4, havaitsimme -30 % vähennys mtDNA Gleason vähäinen grade ≥4 verrattuna grade ≤3, kun taas mitään muutosta mediaani mtDNA sisällön havaittiin kasvainten Gleason suuria. Lisääntynyt mtDNA tasot havaittiin Gleason grade ≥4 sisään vastaaviin normaaleihin eturauhasen epiteelikudoksissa Gleason suuria; kuitenkin, mediaani mtDNA tasot laskivat vastaaviin normaaleihin kudoksiin ≥4 vuonna Gleason vähäinen (taulukko 5 ja 6).

Differential Trends mtDNA Sisällön eturauhastuumoreissa ja Normaali eturauhaskudoksiin välillä AA ja CA Men

jotta voidaan vahvistaa, että on tärkeää mtDNA leikkelevät eturauhassyövän terveys eroja, on tärkeää mitata tasoa mtDNA normaalissa noncancerous eturauhasen epiteelisolujen kudoksia sekä tuumorikudoksista saatu AA ja CA eturauhassyöpäpotilaalla. Havaitsimme, että mtDNA pitoisuus aleni kasvainkudoksissa verrattuna vastaaviin normaaleihin eturauhaskudoksiin yhdistetyssä tietoja sekä AA: n ja CA potilailla (p = 0,053). CA eturauhassyöpäpotilaalla, mtDNA pitoisuus oli 42% pienempi kasvain kudoksissa verrattuna vastaaviin normaaleihin eturauhasen epiteelikudoksissa (p = 0,068). AA eturauhassyöpäpotilaille, mtDNA tasot kasvaimissa näytti vähän muutoksia verrattuna vastaaviin normaaleihin kudoksiin, kun vertasimme mediaaniarvot. Kuitenkin keskimääräinen mtdna pitoisuus väheni kasvainkudoksissa verrattuna vastaaviin normaaleihin eturauhasen kudoksissa. Kuitenkin, mtDNA sisältö kasvainten AA oli miehiä pienempiä kuin CA men (kuvio 2).

A, johtuen pariksi tietojen luonne, mediaani mtdna verrattiin välillä kasvaimen ja normaalin näytteitä käyttämällä Wilcoxonin signed- rank testit (yläpaneeli taulukon). Normaali, BPH, ja WBCs verrattiin käyttämällä Kruskal-Wallis testit (keskimmäinen paneeli). Kasvain, BPH, ja WBCs verrattiin toisiinsa käyttäen Kruskal-Wallis testit (alempi paneeli). B, mediaani mtDNA arvot pöydässä paneelin A piirretty vertailua.

BPH ja WBCs Näytä alennetulla mtdna tasot verrattuna normaalissa eturauhasessa ja kasvaimen kudokset

Analyysit mtDNA sisältöä yhteenlaskettu väestö eturauhassyövän potilailla osoitti huomattavasti vähemmän mtDNA vuonna BPH ja WBCs verrattuna normaaliin eturauhasen kudosten (p = 0,001). Samoin mtDNA pitoisuus väheni BPH näytteitä ja WBCs verrattuna normaaleista kudoksista AA ja CA potilaiden yksilöllisesti (kuvio 2). Vertailu mediaani mtDNA sisällön välillä BPH /kasvaimia ja WBCs osoittivat merkittäviä eroja mtDNA tasoilla. Samoin CA ja AA potilaat myös osoittanut merkittäviä muutoksia mtDNA tasoilla kasvain /BPH ja WBC näytteitä. mtDNA tasot olivat samanlaiset WBCs välillä AA: n ja CA potilasta (kuva 2).

AA Miesten Hallussaan Alennettu mtDNA sisältö sekä normaali- että eturauhassyövän kudokset verrattuna CA Men jälkeen säätäminen Age, Gleason Grade, ja PSA

Kun verrataan mtDNA sisällön kasvaimissa saatu AA ja CA potilaiden säätämisen jälkeen iän tai Gleason luokan tai PSA, vaikkakaan ei tilastollisesti merkitsevä, havaitsimme ~7-8, -5, tai 4-5 kertaiseksi vähennys mtDNA vastaavasti AA potilailla. Ikä, Gleason laatu, ja PSA säätö BPH, ei havaittu muutoksia mtDNA tasoilla BPH AA potilaista verrattuna CA potilaille (taulukko 7). Samoin ei suuntauksia havaittiin WBC näytteissä välillä AA ja CA miehiä. Ikä, Gleason, ja PSA säätö normaalien Hyväksytty eturauhaskudoksiin myös osoittaneet ~34%, 32%, ja 46%: n lasku, vastaavasti, mtDNA tasoilla normaalissa eturauhasessa kudoksissa AA potilaista verrattuna CA potilaille (taulukko 7). Nämä tiedot viittaavat siihen, että AA naisilla on alhaisempi mtDNA normaalissa eturauhasessa kudoksissa sekä kasvaimen kudoksissa, mikä saattaa olla osasyynä korkeamman esiintyvyyden ja /tai aggressiivisuutta eturauhassyövän AA miehillä. Merkitys tasot pairwise vertailuja normaalin eturauhasen kudosten, BPH, WBCs, ja kasvaimet ovat myös esitetty taulukossa 8.

Keskustelu

Tutkimuksemme tarjoaa ensimmäiset todisteet että eturauhasen kasvain kudosten AA miehet Harbor pienentää mtdna tasoa verrattuna CA miehiä. Normaali eturauhanen epiteelikudoksissa AA myös miehet ovat vähemmän mtDNA sisältöä verrattuna CA miehiä. Vaikka tarkkaa merkitystä näiden tulosten vaatii lisätutkimuksia, meidän tiedot viittaavat siihen, että alennetuilla mtDNA tasot AA miehillä saattaa liittyä korkeampi esiintymistiheys ja aggressiivinen luonne eturauhassyövän AA miehillä. Jatkotutkimuksissa lisääntynyt määrä DNA-näytteitä AA ja CA potilaat voivat tarjota enemmän ymmärrystä vähentyneestä mtDNA sisällön eturauhassyöpään terveyteen eroja. Ei tiedetä, kuinka mtDNA pitoisuus pienenee eturauhaskasvaimissa AA miesten verrattuna CA miehillä, mutta on mahdollista, että mtDNA polymeraasia γ (pol γ), ainoa DNA-polymeraasia mitokondrioita että olennainen rooli mtDNA lisääntymään ja korjaus [28] , ei voi olla täysin toimiva normaalissa eturauhasessa epiteelin ja syöpäsolujen AA miehiä. On myös tunnettua, että p53 säätelee eheyden mtdna [29] kautta, sen vuorovaikutus pol γ [30]. Vaikka p53 mutaatiot ovat harvinaisia ​​ensisijainen eturauhassyöpä, korkeammat kasvaimen vaiheessa ja arvosana, androgen riippumaton, ja metastaattisen eturauhassyövän liittyy korkea p53 mutaatioita [31] – [33]. Mitokondriovauriot liittyy tukahduttaminen p53 toimintaa [34] ja p53 säätelee mitokondrioiden hengitykseen [35], [36]. Nämä havainnot viittaavat siihen, että vähennetään mtDNA tasoilla normaalissa eturauhasessa epiteelin ja syöpäsolujen AA miehet voivat liittyä puutteita pol γ ja p53 toimintoja.

Koska esiintyminen eturauhassyövän AA miehillä on suurempi kuin CA miehillä sekä eturauhasen syöpä on aggressiivisempaa AA miehillä [1] – [3], vähennetään mtDNA pitoisuus normaalissa eturauhasessa epiteelisoluissa ja syöpäsolujen AA miehistä viittaa siihen, että vähentynyt mtDNA sisältö voisi olla yksi vaikuttavista tekijöistä eturauhassyövän erojen in American men. Human mtDNA koodaa 13 proteiinia alayksiköt mitokondrion hengitysketjun, 22 siirto-RNA: t, ja 2-ribosomaalisen RNA: t [27]. Siten vähennetään mtdna sisältö voi aiheuttaa inhibition mitokondriaalisen hengityksen puutteen vuoksi funktionaalisen OXPHOS [27], [37]. Puute hengityksen tuloksia vähentää hapen kulutusta, joka johtaa hajoamista 3-hydroksi-3-metyyli-glutaryyli-CoA-reduktaasin (HMGR), joka voi viime kädessä edistää kypsymisen Ras-onkogeenin [38]. Aktivointi Ras johtaa konstitutiivisen aktivaation useiden selviytymisen signalointipolkujen kuten ERK, AKT, ja NF

k

B. Sen vuoksi, vähentää mitokondrion normaaleissa soluissa AA men viittaa siihen, että AA väestö on altis korkeampi esiintyvyys eturauhasen syöpä. Itse asiassa, ilmaantuvuus eturauhassyövän AA miesten -1,6 kertaa suurempi kuin CA väestöstä [1], [2]. Vähentynyt mtDNA pitoisuus eturauhasen epiteelisolujen AA miesten johtaa alentuneeseen OXPHOS kapasiteetti transformoituneiden eturauhasen epiteelisolujen, joka suosii kasvua ja invasiivisuus [39]. Viimeaikaiset havainnot käyttäen eläinmalleja edelleen tukevat päätelmää, että mtDNA mutaatioita ja pienentää mtDNA pitoisuus johtaa kasvainten kehittymiseen ja lyhentää elinikää eläinten [40].

vähentäminen tai ehtyminen mtDNA ja kumoamisesta mitokondrioiden hengityksen inhiboi indusoidun apoptoosin useiden syöpälääkkeiden [18], [41] – [44]. Havaitsimme väheneminen mtDNA tasoilla kasvaimissa verrattuna normaaleihin eturauhasen epiteelin kudoksia, mikä viittaa siihen, että eturauhassyöpä AA miehillä on tulenkestävä kuin syöpälääkkeiden. Suhteellisen suuren mtdna sisällön CA eturauhasen syöpäsolujen on todennäköisesti reagoivat terapiaan verrattuna AA eturauhasen syöpäsoluja. Lisääntynyt mtDNA sisältö tunnetaan myös tarjota vastustuskyvyn syöpälääkkeiden kuten doketakselin [21], joka voi liittyä alhainen ROS lisääntyneen aktiivisuuden F

0F

1-ATP syntaasi. Nämä vaikutukset voivat johtua myös eroista syöpäsolutyyppien. Suhteellisen suurempi mtdna sisältöä CA potilaat saattavat johtaa parempiin mitokondrioiden toimintaa ja hengitystä, aiheuttaen siten parannettu apoptoottisen solukuoleman CA potilailla verrattuna AA potilaille. Sen sijaan suurempi mtDNA sisältö kasvaimia CA eturauhassyövän potilailla saattaa johtaa leviämisen mitokondrioita induktion vuoksi geenien mitokondrioiden biogeneesin. Tämä viittaa siihen, että suhteellisesti suurempi mitokondrion sisältö CA eturauhassyövän potilailla saattaa aiheuttaa kertyminen runsaasti, mutta morfologisesti muuttunut mitokondriot, jotka voivat indusoida apoptoosia tai vaihtoehtoisista muodoista ohjelmoidun syöpäsolun kuoleman eturauhastuumoreissa. Nämä havainnot ovat yhdenmukaisia ​​aiempien raporttien mukaan lisääntynyt mtDNA mutaatioita kilpirauhasen kasvaimet aiheuttaa kertymistä virheellisten ja muuttunut mitokondriot [45], [46]. Tarkkaa mekanismia väheni mtDNA sisällön kasvaimissa AA miehiä sekä suhteellisesti suurempia mtDNA pitoisuus CA miehillä on tuntematon, mutta koska syövän kehitykseen vaikuttavat ulkoiset ja ympäristötekijät lisäksi perinnölliset tekijät, sekä tekijät saattavat olla pelissä rooli että ero ilmentyminen mtDNA normaalissa eturauhasessa epiteelikudoksissa ja kasvaimia näistä kahden populaation.

Miten alentamista mtDNA liittyy aggressiivinen luonne eturauhassyövän AA miehillä? Ehtyminen mtDNA indusoi eturauhassyövän etenemisen [7], [24], [25]. Ehtyminen mtDNA ehkäisee apoptoosia ja edistää solujen liikkuvuuteen kautta ylössäätely fosfatidyyli 3-kinaasi (PI3K) /Akt2 signalointi [26]. Siksi ehtyminen mtDNA todennäköisesti lohkojen apoptoosin, ja edistää selviytymistä ja liikkuvuus syöpäsolujen kautta Akt2 aktivaation. Tuloksemme osoittavat, että Gleason laatu ja PSA säätää AA eturauhassyöpäpotilaalla liittyy ehtyminen mtdna verrattuna CA potilaille, mikä tukee myös päätelmää, että mtDNA vähentäminen liittyy apoptoosin ja invasiivisuus eturauhassyövän AA miehillä. Ehtyminen mtDNA indusoi epiteelin-mesenkymaalitransitioon (EMT) [8], joka on osoitus syövän etenemisen. mtDNA ehtyminen myös vähentää PARP-1-tasot [25], joka edistää etenemistä neoplastisen fenotyypin eturauhassyövässä. Nämä havainnot tukevat päätelmää, että vähennetään mtDNA sisältöä AA miehillä voi liittyä enemmän aggressiivinen eturauhassyöpä.

Yhdessä havaintomme ovat ensimmäiset todisteet siitä, että mtDNA pitoisuus vähenee normaalissa eturauhasessa epiteelin ja syöpä kudoksia AA miehet verrattuna CA miehiä. Nämä havainnot voivat olla merkittäviä ennustettaessa ero tuloksia eturauhassyövän etenemisen ja hoito American men. Koska molemmat normaalissa eturauhasessa kudosten ja kasvain kudosten CA miesten satama korkeampi mtdna tasoja verrattuna AA miehiä, odotamme CA miehet todennäköisemmin vastata syöpähoitoa ja alttiimpia sytotoksista vaikutusta syöpälääkkeiden verrattuna AA miehiä. Siksi selkeä käsitys mekanismien mtDNA epätasapainosta American men voi tarjota uusia ja tehokkaita lähestymistapoja eturauhassyövän ennaltaehkäisyyn ja hoitoon.

Materiaalit ja menetelmät

Lähde kudosnäytteiden, eettiset kysymykset, ja Perimän DNA Extraction

näytteiden kerääminen suoritettiin saatuaan kirjallisen tietoon perustuvan suostumuksen potilailta käyttöön niiden näytteiden diagnostisia ja tieteellisiin tarkoituksiin. Kaikki kliiniset näytteet tarjotaan perustuu ainutlaatuiseen ja satunnainen aakkosnumeeriset koodattu järjestelmä viittaamatta potilaiden nimen tai käyttämällä muita henkilökohtaisia ​​tunniste aikavälillä. Tietojenkäsittelyn aikana ja analyysejä, näytteet jaettiin eri satunnaisluku. Eettinen hyväksyntä saatiin Institutional Review Boards (Sisäiset asiakasriskiluokitukset) at Louisiana State University Health Sciences Center (LSUHSC), School of Medicine, New Orleans, LA, ja Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, NY. Tutkimuksessa noudatettiin esitettyjä periaatteita Helsingin julistus. Kaikki kudos biospecimens saatiin biospecimen core tilat Louisianan Cancer Research Consortium (LCRC) sidoksissa Tulane Medical School ja School of Medicine, New Orleans ja LSUHSC, New Orleans (https://www.louisianacancercenter.org/collaborative-initiatives/shared-resources/biospecimen-core).

Normal tutkimuskohteet (lähde BPH näytettä) Tässä tutkimuksessa määritellään miehet ilman näyttöä eturauhassyövän. Valkosolujen (WBC: t) saatiin potilailta diagnosoitu primääri eturauhasen syöpä. Tuore vastaaviin normaaleihin ja pahanlaatuiset eturauhaskudoksiin saatiin Afrikkalainen Amerikan ja valkoihoinen amerikkalainen potilailla on diagnosoitu primääri kasvaimia. Tässä tutkimuksessa, normaalissa eturauhasessa kudoksia pidetään sovitettu normaalin eturauhasen otetuista näytteistä primaarisessa eturauhasen syöpä. Vain pahanlaatuinen kudosten kanssa 70% tai korkeampi kasvaimen pitoisuus katsottiin tutkimuksessa. Genomiset DNA: t eristettiin käyttäen QIAGEN DNeasy Veren Tissue Kit, kuten valmistajan suosittelemia. Perimän DNA-näytteet kvantifioitiin käyttäen NanoDrop 8000 Spektrofotometri (Thermo Scientific).

Analyysit mtDNA Content Käyttäen Reaaliaikainen PCR

mtDNA pitoisuus määritettiin edellä kuvatulla [47]. Lyhyesti, kokonais-genomi-DNA: ta (joka sisältää sekä mtdna ja tuman DNA: n) eristettiin vastaaviin normaaleihin ja eturauhassyövän kudoksissa, BPH, ja WBC: t AA: n ja CA: eturauhassyöpäpotilaalla kuten edellä on kuvattu. Kvantifioinnin jälkeen DNA-näytteet, jotka NanoDrop 8000 Spektrofotometri, mtdna pitoisuus määritettiin käyttäen Applied Biosystems 7300 reaaliaikainen PCR-järjestelmää.

β-aktiini

ja

sytokromi c oksidaasi alayksikkö II (COX II) B käytettiin monistamiseen ydin- ja mtDNA, vastaavasti. Alukkeet

β-aktiini

ja

COX II

käytettiin kuten aiemmin on kuvattu [47], [48], ja sekvenssit ovat seuraavat:

β-aktiini

(eteenpäin ): 5′-TCAC CCACACTGTGCCCATCTACGA-3 ’,

β-aktiini

(reverse): 5′-CAGCGGAACCGCTCATTGCCAATGG-3′.

COX II

(eteenpäin): 5′-CCCCACATTAGGCTTAAAAACAGAT-3 ’,

COX II

(käänteinen): 5′ TATACCCCCGGTCGTGTAGCG GT-3 ’. Reaaliaikainen PCR-reaktiot suoritettiin kokonaistilavuudessa reaktiossa 10 ui, joka sisälsi 5 ui 2X iTaq SYBR Green Supermix kanssa ROX (Bio-Rad, Cat # 172-5850), 10 ng templaatti-DNA: ta, 500 nM kutakin eteenpäin ja käänteinen alukkeita, ja nukleaasitonta vettä. Sulamiskäyräanalyysillä analyysit suoritettiin loppuun vahvistus puuttumisen varmistaminen epäspesifisen monistuksen tai alukkeena, dimeerimuodostus. Kynnys syklin numero (Ct) arvot kullekin reaktio laskettiin käyttäen 7300-järjestelmän SDS-ohjelmisto. Standardikäyrät muodostettiin käyttämällä 10 ng 10 pg DNA: ta on valmistettu käsittelemättömästä LNCaP-solujen ja jos PCR tehokkuus perustuu seuraavaan yhtälöön E = 10

∧ (-1 /kulmakerroin) -1 [49]. Keskimääräinen Ct-arvot saatiin monistamalla

COX II

(mtdna-spesifinen) ja

β-aktiini (

nDNA-spesifinen). mtDNA pitoisuus määritettiin 2

∧ΔCt tai kipata ero mtDNA peräisin nDNA [29], [47], [50].

TILASTOANALYYSI

mtDNA sisältöä raportoitu käyttäen keinot, mediaanit ja keskihajonnat. Muut kliiniset ja demografiset ominaisuudet raportoitu käyttävät taajuuksia ja suhteellinen taajuudet. Graafinen analyysit (QQ alat) löysi mtDNA sisällön olevan ei-normaalijakaumaa ja siksi, epäparametrinen lähestymistapoja pidettiin analysointiin tämän muuttujan. Kullekin ryhmälle (normaali, kasvain, BPH, ja WBCs), mtDNA sisältöä verrattiin välillä ikä, rotu, kasvain vaiheessa prostataspesifisen antigeenin (PSA), Gleason summa, Gleason pieniä ja Gleason merkittävä käyttäen Wilcoxonin-hyvityksen tai Kruskal- Wallis tarkka testit tarvittaessa. Muita analyysit kussakin ryhmässä mukana vertailussa mtDNA sisällön välillä roturyhmiä samalla säätämällä ikä, Gleason summa ja PSA käyttämällä kaksisuuntainen varianssianalyysi (ANOVA). Koska mtDNA sisältö on ei-normaalisti jakautunut, sopiva p-arvot saatiin käyttäen standardia bootstrap menetelmiä. mtDNA pitoisuus verrattiin pareittain tavalla ryhmien välillä yleisessä näytteessä ja kunkin rodun käyttäen Wilcoxonin rank (terve vs. kasvain) tai Wilcoxonin-summa (kaikki muut vertailut) tarkka testejä. Kaikki tiedot analyysit tehtiin SAS v9.3 (Cary, NC) merkittävyystasolla 0,05.

Kiitokset

Kiitämme tohtori Neelu Yadav ja jäsenten Chandra laboratorion kriittiseen lukemiseen käsikirjoituksen. Pahoittelemme niille kollegoille, joiden julkaisujen vahingossa ei tulla mainituksi.