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Alternative splicing related genetic variants contribute to bladder cancer risk与可变剪切相关的基因变异会增加膀胱癌的风险

一.研究背景

迄今为止，很少有研究可以了解AS（可变剪切）相关遗传变异在膀胱癌风险中的作用。因此，作者进行了一项病例对照研究（580例和1,101例对照），以探讨AS相关基因变异与膀胱癌易感性之间的联系。像表达数量性状基因座（eQTL）一样，可能影响AS事件的遗传变异称为剪接数量性状基因座（sQTL）。sQTLs可能提供一种新的方法，以了解涉及肿瘤发生的遗传变异的分子机制。

二.分析流程

三.结果解读

1.所研究人群的特征

这项研究总共纳入了580例病例和1,101例健康对照样本（表S1）。

表S1.膀胱癌病例与健康对照组的特征

2.SNP的选择及其与膀胱癌风险的关系

作者从CancerSplicingQTL数据库下载了膀胱癌中的sQTL 。

然后进行质控，其标准是：Hardy‐Weinberg equilibrium (HWE) > 0.05, minor allele frequency (MAF) > 0.05以及call rate > 95%。

通过LD（连锁不平衡）分析确定了8,677个SNPs，进行下一步的分析。

作者使用加性模型（additive model），发现136个SNPs与膀胱癌风险显著相关。

表1列出了Top10重要的SNPs与膀胱癌风险之间的关系 。

  • FDR校正之后，仅发现SNP rs4383 PLA2G6与膀胱癌的风险显著关联（P FDR = 3.39×10 -3）。

表1.Top10重要SNPs与膀胱癌风险之间的关系

表2显示了与膀胱癌风险相关的前10个重要SNPs相关基因的剪接事件 。

  • 作者发现与膀胱癌风险相关的SNP可以通过不同的方式影响基因的剪接事件，例如替代性5'剪接位点，替代性3'剪接位点，外显子跳跃，替代性终止子和替代性启动子。

表2.与膀胱癌风险相关的前十位重要SNP相关基因的剪接事件

作者对SNP rs4383进行详细分析。

表3显示了SNP rs4383的基因型频率及其与膀胱癌风险的关系 。

  • 在加性模型中，作者发现与C等位基因相比，G等位基因个体患膀胱癌的风险更低（OR = 0.68，95％CI = 0.59-0.79，P = 3.91×10 -7）。

  • 共显性模型中，相对于CC、CG基因型，GG基因型个体膀胱癌风险更低（OR = 0.42，95％CI = 0.31-0.58，P = 1.31×10 -7）。

  • 显性模型中，相对于具有CC基因型的个体，具有CG / GG基因型的个体，膀胱癌风险显著降低（OR = 0.68，95％CI = 0.55-0.84，P = 4.40×10 -4）。

  • 隐性模型中，与CC / CG基因型相比，GG基因型在膀胱癌中也显示出保护作用（OR = 0.48，95％CI = 0.36-0.65，P = 9.01×10 -7）。

表3.SNP rs4383与膀胱癌风险之间的关联

3.SNP rs4383与膀胱癌风险的分层分析

Stratification analyses :分层分析是指把病例组和对照组按可疑的混杂因素分为不同层次，再分别在每一层内分析暴露与疾病的关联强度，从而可以在一定程度上控制混杂因素对研究结果的影响。

作者通过对年龄，性别和吸烟状况亚组进行分层分析，进一步探讨了SNP rs4383与膀胱癌风险之间的关系。

如图1所示 ，高龄（年龄> 65）、女性群体的患膀胱癌风险更大。也评估了SNP rs4383 C> G对具有不同临床特征（包括肿瘤等级和分期）的膀胱癌风险的影响。

图1.SNP rs4383与膀胱癌风险之间关联的分层分析

4.剪接数量性状位点分析

使用CancerSplicingQTL数据库评估SNP rs4383的基因型与膀胱癌基因的AS事件之间的关联。

AS事件是通过一个拼接百分比（PSI）值计算的。

PSI值（ Percent-spliced-in）：PSI = splice_in / (splice_in +splice_out), 在RNA-seq 数据中splice_in 和splice_out分别是支持splice in 和splice out 发生的reads的数目。

图2：相对于C等位基因，SNP rs4384 G等位基因组内，MAFF中外显子1.2的剪接比例更高。

图2.通过CancerSplicingQTL数据库评估SNP rs4383与MAFF剪接事件在膀胱癌中的关联

同时，在GTEx数据库的18个组织中观察到rs4383与MAFF的 AS事件之间的关联（表S3）。

表S3.来自GTEx数据库的SNP rs4383的sQTL结果

5.MAFF在膀胱组织中的表达水平及其对膀胱癌患者生存的影响

作者接着通过TCGA 评估了MAFF在膀胱肿瘤和邻近正常组织中的表达情况。

  • 相对于正常组织，MAFF表达在肿瘤组织中显著降低（图 3A）。

  • 而且膀胱癌组织中MAFF的表达明显低于配对的正常组织中的表达（图 3B）。

图3.在TCGA数据库中，MAFF在膀胱癌组织和邻近正常组织中的表达

作者还评估了GEO数据库中MAFF的表达水平。此外使用Kaplan Meier Plotter网站探索了MAFF表达对膀胱癌个体生存的影响。

  • 结果表明，MAFF高表达的患者的总生存期和无复发生存时间长于MAFF低表达的患者（图 4A-B）。

图4.通过Kaplan Meier Plotter网站，评估MAFF表达对膀胱癌患者预后的影响

小结

作者通过CancerSplicingQTL数据库搜索了位于膀胱癌的sQTL中的SNPs。进行了一项包括580例病例和1,101例对照的病例对照研究，以评估功能性遗传变异与膀胱癌风险之间的关联。接下来，使用GTEx，TCGA和GEO数据库进行sQTL分析和基因表达差异分析，以评估候选SNP和相关基因的潜在生物学功能。研究结果表明SNP rs4383与MAFF的AS事件相关与膀胱癌的风险有关，可能是潜在的膀胱癌易感性的生物标志。

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