Zusammenfassung
Hintergrund
Über 90% der Erwachsenen im Alter von 20 Jahren und älter mit bleibenden Zähne sind von Karies führen zu Schmerzen, Infektionen oder sogar Zahn gelitten Verlust. Obwohl Kariesprävalenz in den letzten zehn Jahren zurückgegangen ist, gibt es noch etwa 23% der bezahnten Erwachsenen, die unbehandelten kariöse Läsionen in den USA haben. Karies ist eine komplexe Erkrankung, die durch sowohl individuelle Anfälligkeit und Umweltfaktoren beeinflusst. Ungefähr 35-55% der Karies phänotypischen Veränderung in der bleibenden Zähne ist auf Gene, obwohl einige spezifische caries Gene wurden identifiziert. Deshalb führten wir die erste genomweite Assoziationsstudie (GWAS) Gene zu identifizieren, zu Karies bei Erwachsenen.
Methoden
Fünf unabhängige Kohorten wurden in die Studie einbezogen, in Höhe von mehr als 7000 Teilnehmer zu beeinflussen Anfälligkeit. Für jeden Teilnehmer wurde Karies beurteilt und genetische Marker (single nucleotide polymorphisms, SNPs) wurden genotypisiert oder über das gesamte Genom zugeschrieben. Aufgrund der Heterogenität unter den fünf Kohorten in Bezug auf Alter, Genotypisierung Plattform, die Qualität der Zahnkaries Beurteilung und Studiendesign, wir zunächst separat genomweite Assoziations (GWA) analysiert auf jeder der fünf unabhängigen Kohorten durchgeführt. Wir führten dann drei Meta-Analysen Ergebnisse zu kombinieren, für: (i) die vergleichsweise jüngere, Appalachian Kohorten (N = 1483) mit gut beurteilt Karies Phänotyp, (ii) die vergleichsweise ältere, nicht Appalachian Kohorten (N = 5960) mit inferior caries Phänotypen und (iii) alle fünf Kohorten (N = 7443). Top-Ranking genetische Loci innerhalb und zwischen den Meta-Analysen für biologisch plausible Rollen auf Karies die Lupe genommen wurden.
Ergebnisse
Verschiedene Gruppen von Genen in den drei Metaanalysen nominiert wurden, vor allem zwischen den jüngeren und älteren Altersgruppen. Im Allgemeinen haben wir mehrere suggestive Loci (P-Wert ≤ 10E-05) innerhalb oder in der Nähe von Genen, die mit plausiblen biologischen Rollen für Karies identifiziert, einschließlich RPS6KA2 und PTK2B, beteiligt an p38-depenedent MAPK-Signalisierung und RHOU und FZD1, in den beteiligten Wnt-signal~~POS=TRUNC. Beide Bahnen wurden in Karies gebracht. ADMTS3 und ISL1 sind in der Zahnentwicklung beteiligt sind, und TLR2 in Immunantwort auf die orale Krankheitserreger beteiligt.
Schlussfolgerungen
Als erste GWAS für Zahnkaries bei Erwachsenen, nominierte diese Studie mehrere neue Gene Karies für zukünftige Studie, die kann führen zu einem besseren Verständnis von cariogenesis und letztlich zu einer verbesserten Krankheitsvorhersagen, Prävention und /oder Behandlung.
Schlüsselwörter Zahnkaries Genetics Genomweite weite~~POS=HEADCOMP Assoziations Dentition Genomics elektronische ergänzendes Material
Die Online-Version dieses Artikels (doi:. 10 1186 /1472-6831-12-57) enthält zusätzliches Material, das autorisierten Benutzern zur Verfügung
Hintergrund
Zahnkaries ist eine häufige chronische Erkrankung, die Schmerzen und Behinderungen in allen Alters verursacht. Gruppen [1]. Unbehandelte Karies kann zu Schmerzen führen zu benachbartem Gewebe Ausbreitung der Infektion, Zahnverlust und Zahnlosigkeit (Gesamtzahnverlust). Kariesprävalenz steigt mit dem Alter und von der dritten Lebensdekade, haben etwa 91% der bezahnten Erwachsenen Zahnkaries in den USA erlebt. Obwohl die Erfahrung insgesamt Karies um etwa 3,3% im letzten Jahrzehnt abgenommen hat, ist dieser Trend am deutlichsten bei jüngeren Erwachsenen (20-39 Jahre) mit einem höheren Bildungsniveau (NHANES Überwachung Zusammenfassungen auf die Mundgesundheit, 2005). Dennoch haben etwa 23% der Erwachsenen unbehandelten Karies, bundesweit.
Die Ätiologie von Karies ein komplexes Zusammenspiel von Umweltfaktoren und genetischen Faktoren einbezieht. Vererbbarkeit Analysen haben die bemerkenswerte Rolle der Gene auf Karies Krankheit ergab, [2-4]. Wir haben zuvor eine Erblichkeit Analyse auf Zahnkaries auf Basis von 2.600 Teilnehmern aus 740 Mehrgenerationenfamilien [5]. Für Karies im bleibenden Gebiss, schätzten wir etwa 35-55% der phänotypischen Variation Krankheit Erfahrung auf genetische Faktoren zurückzuführen ist. Wichtig ist, dass wir auch gezeigt, dass Gene die Anfälligkeit für Karies im Milchgebiss betreffen zum Teil von den in bleibenden Zähnen unterscheiden.
Frühere Studien der Genetik von Karies meist auf Kandidatengene konzentriert. Gene beeinflussen Geschmackspräferenzen (wie Geschmacksrezeptor-Gen TAS2R38
) Ernährungsgewohnheiten beeinflussen können, ein wichtiger Kariesrisikofaktor bekannt [6]. Andere Beispiele sind Amelogenin (AMELX
) [7, 8] und Tuftelin (TUFT1
) [9], Schmelzmatrixproteinen und CD14
, eine angeborene Immunantwort-Gen in Bakterien-Muster-Erkennung während cariogenesis beteiligt [10]. In der einzigen genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) auf Karies bis heute durchgeführten [11], ein paar Loci (ACTN2
, MTR
und EDARADD
, MPPED2, Poster und LPO
) mit einer möglichen biologischen Rollen in Kariesanfälligkeit, wenn auch nicht genomweite Bedeutung, zeigten eindrucks Beweis für Verbindung mit caries Phänotypen.
Trotz dieser Bemühungen, einige spezifische Gene, die für Zahnkaries in der Dentition identifiziert oder repliziert wurden. Deshalb war es unser Ziel genomweite Assoziations Scans (GWAS) zu identifizieren genetische Varianten im Zusammenhang mit Karies bei bleibenden Zähne bei Erwachsenen durchzuführen. Identifizierung von Karies Gene werden zu unserem Verständnis von Karies Ätiologie beitragen, und kann für die Zahnkaries zu präventiven Maßnahmen und /oder Behandlungsstrategien führen.
Methoden
Beispiel Rekrutierung und Datenerhebung
Wie in Tabelle 1 gezeigt, fünf unabhängige Proben wurden in die Studie einbezogen. 1) Die erste Probe (N = 970) wurde für Oral Health Research in den Appalachen (COHRA) durch das Zentrum ermittelt, eine Initiative, die Ursachen für Mundgesundheit Unterschiede in ländlichen Appalachia zu studieren. Kurz gesagt, wurde die Probe aus weitgehend ländlichen Appalachian Gemeinden in Pennsylvania und West Virginia nach einem Haushalt orientierte Einstellungsprotokoll erstellt, die mindestens eine biologische Eltern-Kind-Paar zu beteiligen, um [12]. 2) Die zweite Gruppe von Teilnehmern (N = 223, DRDR1) wurde durch die University of Pittsburgh School of Dental Medicine Dental Registry und DNA-Repository (DRDR) ermittelt. In diesem laufenden Projekt, jedes Individuum, das für die Behandlung der Zahn-Schule kommt, ist Teil der Registry [13] eingeladen. Diese Proben zusammen mit dem COHRA Probe wurden im Rahmen des GENEVA Zahnkaries Projekt enthalten [14]. 3) Die dritte Kohorte umfasst zusätzlich 290 Teilnehmer anschließend akzeptiert in die DRDR (DRDR2), mit ähnlichen demographischen Merkmalen wie DRDR1. 4) Die vierte Kohorte (N = 4230) wurde von der Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Studie, die entworfen wurde, die Ätiologie und Naturgeschichte der Atherosklerose [15] zu untersuchen. Die Dental ARIC, ein Hilfsprojekt, das von der National Institute of Dental und kraniofaziale Forschung (NIDCR) unterstützt wird, wurde beim vierten Besuch zwischen 1996 und 1998 [16] durchgeführt. 5) Die fünfte Kohorte war von einer verschachtelten Fall-Kontroll-Typ-2-Diabetes Proben innerhalb der Health Professionals Follow-up-Studie [17, 18] (HPFS; N = 1730), eine prospektive laufendes Projekt Targeting männlichen Angehörigen der Gesundheitsberufe im Alter zwischen 40 und 75 Jahren in den USA. Parti nehmern vor allem in unserem Projekt beteiligt waren, in der Mitte oder Ende der 1990er Jahre rekrutiert für beide ARIC und HPFS, während für COHRA und die beiden DRDR Kohorten Proben gebracht wurden in die am oder nach 2005 Recruiting für alle fünf Proben Kohorten wurde auf die Teilnehmer nicht auf der Grundlage "Karies-Status. Eine schriftliche Einverständniserklärung wurde von allen Teilnehmern an jedem einzelnen Projekt erhalten. Alle Studienverfahren wurden von den Institutional Review Boards an jedem Standort (Bundes Breiter Assurance (FWA) # für GENEVA Zahnkaries Projekt: FWA00006790; ARIC Projekt: FWA00004801 und HPFS-T2D: FWA00000484) an den Universitäten überprüft und genehmigt .Tabelle 1 Beschreibung der fünf Kohorten
Cohort Beschreibung *
COHRA
DRDR1
DRDR2
ARIC
HPFS
PI
Marazita
Vieira & amp; Marazita
Vieira
Boerwinkle
Hu
Probengröße
†
970
223
290
4230
1730 (männlich)
Alter
§
34,3 ± 9,4
41,9 ± 16,9
41,8 ± 17,9
63,1 ± 5,6
65.2 ± 8.4
Alters
17-67
17-84
17-89
53-75
49-83
Kariesprävalenz (%)
95,3
94,5
97,7
99,5
98,7
Caries Phänotyps
¶
DMFS
DMFS
DMFS
Anteil DFS
Caries Severity
Genotyping-Plattform
Illumina 610-Quad
Illumina 610-Quad
Illumina 610-Quad
Affymetrix 6.0
Affymetrix 6.0
Genotyping Cente
**
CIDR
CIDR
PITT-GPCL
BICGA
BICGA
Kalkulatorische Daten
Y
Y
N
Y
N
* COHRA: Zentrum für Kohorte Oral Health Research in den Appalachen
DRDR1. Dental Registry und Kohortenphasen-DNA-Repository 1.
DRDR2: Dental Registry und DNA-Repository Kohorte der Phase 2
ARIC. Atherosclerosis Risk in der Gemeinschaft Kohorte
HPFS: Follow-Up Health Professionals Studie Kohorte
† Alle Auswertungsstatistiken und nachfolgende Analysen nur eine Genotypisierung nicht-hispanischen Weißen umfassen..
§ Mittelwert ± SD
¶ DMFS. verfallene, fehlt wegen Decay oder Gefüllt Zahnoberflächen
Anteil DFS. verfallene oder Gefüllt Zahnoberflächen /Gesamtflächen gefährdet
Caries Schwere. Gesamt # Karies codiert als 0, 1; 2-4; 5-9 und 10 oder mehr
** CIDR: der Johns-Hopkins Center for Inherited Disease Research;
PITT-GPCL:.. Genomik und Proteomik-Core Laboratories an der University of Pittsburgh
BICGA: Broad Institute Zentrum für die Genotypisierung und Analyse an der Harvard und mIT.
Caries Phänotyps Beurteilung
für COHRA, Karies der bleibenden Zähne durch Zahnärzte oder Dentalhygieniker über Sichtprüfung beurteilt. Daten für DRDR1 und DRDR2 wurden aus Auswertungen extrahiert von Zahnärzten durchgeführt. Prüfende über alle Standorte wurden in regelmäßigen Abständen kalibriert. Jede Zahnoberfläche als Schall erzielt wurde, verfallen, gefüllt, wegen Baufälligkeit fehlt, oder fehlt aus anderen Gründen als Verfall, in Übereinstimmung mit der Weltgesundheitsorganisation empfohlenen Umfang und in Übereinstimmung mit der NIH /NIDCR genehmigten Protokoll für die Beurteilung von Zahnkaries für Forschungszwecke [12, 19]. Diese Methode der Karies Beurteilung ist kompatibel mit dem Phen-X Toolkit (http:. //Www. Phenxtoolkit org) zu erleichtern, Daten über Studien kombiniert, und das National Center for Health Statistics Dental Prüfende Verfahrenshandbuch (siehe Abschnitt 4.9. 1.3). Weisheitszähne wurden von Karies Beurteilung ausgeschlossen. Edentulous Personen wurden in die Studie rekrutiert wurden aber von Karies Bewertung und Follow-up-Analyse ausgeschlossen. Der Phänotyp, DMFS, verwendet in GWAS Analyse stellt die Anzahl der verfallenen, wegen Baufälligkeit fehlt oder gefüllt (wiederhergestellt) Zahnoberflächen über eine bleibende Gebiss des Individuums.
Caries Beurteilung in der ARIC-Kohorte war ähnlich dem Ansatz oben angedeutet, außer, dass keine Unterscheidung zwischen den Zähnen gemacht, die durch Verfall fehlten oder aus einem anderen Grund fehlt. Somit war die DFS (verfallene oder gefüllte Zahnoberfläche) Phänotyp zu diesem Datensatz zur Verfügung. Damit die Änderung der Gesamtzahl der Zähne gefährdet unter dieser älteren Stichprobe von Einzelpersonen zu berücksichtigen, haben wir einen neuen Phänotyp, wo der Anteil der DFS gleich zu den ursprünglichen zählt DFS durch die Gesamtzahl von Zahnoberflächen gefährdet geteilt.
In der HPFS Kohorte wurde Karies von selbst berichteten Fragebögen bewertet. Baseline Karies Messung im Jahr 1996 gesammelt wurden, in unserer Analyse verwendet. Im Allgemeinen werden Daten auf der Gesamtzahl der Hohlräume in bleibender Zähne gesammelt. Die Antwort auf diese Frage war eine geordnete kategoriale Variable verschiedenen Ebenen der Karies Schwere darstellt (ohne Hohlraum, 1 betroffene Zahn, 2-4, 5-9 und 10 oder mehr betroffenen Zähne).
Wie bereits berichtet [6, 12 ], beide inter- und intra Prüfer Konkordanzen von Karies Einschätzungen waren in der COHRA Kohorte hoch. Doch dieser Kalibrierungsprozess für andere Kohorten nicht verfügbar war, entweder weil eine solche Konstruktion nicht Teil der ursprünglichen Studie war (DRDR1 und DRDR2) oder die Sammlung Karies Phänotyp war einer Seiten Interesse (ARIC) oder die Karies Beurteilung wurde einfach basierend auf selbst berichteten Informationen aus Fragebogen (HPFS).
Genotyping, Qualitätssicherung, und Anrechnungs
im Rahmen der GENEVA Zahnkaries Projekt, Genotypisierung für COHRA und DRDR1 Proben wurde von der Johns- im Namen der GENEVA-Konsortium durchgeführt Hopkins Center for Inherited Disease Research (CIDR) durch ein National Institutes of Health Vertrag. Die Genotypisierung dieser Kohorten wurde mit der Illumina Human610-Quadv1_B BeadChip (Illumina, San Diego, CA, USA) durchgeführt. Weitere Einzelheiten sind in der National Center for Biotechnology Information Datenbank von Genotype und Phänotypen (dbGaP, http: //www ncbi NLM nih gov /sites /entrez db = Lücke....? Studie Beitritt Bezeichnung phs000095.v1.p1). Die DRDR2 Kohorte wurde an der Universität von Pittsburgh Genomik und Proteomik-Core Laboratory mit dem gleichen Illumina Human610-Quad-Chip genotypisiert. Genotypisierung für beide ARIC und HPFS Kohorten wurde am Broad Institute des MIT und Harvard Center for Genotyping und Analyse unter Verwendung des Affymetrix 6.0 SNP Array (Affymetrix, Santa Clara, CA, USA) und der Birdseed Aufruf Algorithmus. Weitere Einzelheiten sind in dbGaP (Studie Beitritt Bezeichnungen phs000090.v1.p1 für ARIC und phs000091.v2.p1 für HPFS) verfügbar
Genotype Daten für alle Kohorten außer DRDR2 durch eine umfangreiche Prozess der Reinigung, Anrechnungs ging, und Qualitätssicherung, von der Genfer Konsortium Coordinating Center an der Universität von Washington durchgeführt [14, 20, 21]. Der gesamte Reinigungsverfahren enthalten, aber nicht beschränkt auf, prüft, ob der Geschlechtsidentität, Chromosomenanomalien, Probe Verwandtschafts, Bevölkerungsstruktur, fehlende Raten Anruf, Platten Effekte, Mendel'sche Fehler, doppelte Diskordanz usw. Detaillierte Reinigungs Berichte sind öffentlich für jede Studie finden Sie unter die oben referenzierten dbGaP Ressource. Die Daten Reinigung und Qualitätskontrolle für DRDR2 Genotypen wurden wie oben von unserem eigenen Team unter Verwendung von ähnlichen Verfahren durchgeführt.
Genotype Anrechnungs (dh Folgern unbeobachteten Genotypen basierend auf beobachteten, sich von einer Referenzprobe mit ähnlichen genetischen Hintergrund) wurde von der GENEVA durchgeführt Koordinationszentrum für drei Kohorten (COHRA, DRDR1 und ARIC). Kalkulatorische Daten wurden für alle erfolgreich kalkulatorische SNPs (rund 1,4 Millionen) unter Verwendung von Probanden aus einer HapMap Phase-III-Referenzplatte (genetisch bestimmt europäischer Abstammung, CEU Probe) und SPÜRHUND Software [22] veröffentlicht. Qualitätsmetriken wurden für jede Last gelegt SNP zur Verfügung gestellt, die weiter in der Analyse verwendet wurden zum Filtern von Anrechnungs Ergebnisse auf einer Pro-SNP-Ebene. Kalkulatorische Genotypen sind als die Wahrscheinlichkeit eines jeden der drei Genotyp Staaten zur Verfügung gestellt, was den Grad der Sicherheit im Genotyp Vorhersage. Diese Wahrscheinlichkeiten wurden direkt in nachgeschalteten statistischen Analysen innerhalb PLINK eingebaut, sondern als die wahrscheinlichste kalkulatorische Genotyp nehmen. Ausführliche Beschreibung dieses Anrechnungsverfahren und Follow-up-Qualitätskontrolle entnehmen Sie bitte dem Bericht über dbGaP zur Verfügung.
Statistische Analyse
Genomweite Assoziations Scans selbst berichteten nicht-hispanischen Weißen waren begrenzt, die das umfasst Mehrheit der Proben, die in unserer Studie. Dies war das Risiko einer überhöhten Typ-I-Fehler durch das Bevölkerungsschichtung zu minimieren und durch mögliche genetische Heterogenität Reduzierung der Leistung zu vermeiden. Vor der Analyse der Hauptkomponentenanalyse (PCA) auf der Grundlage unabhängiger autosomal SNPs wurde angewendet, um die selbst berichteten Rennen Variable gegen die DNA-Beweise zu überprüfen. HapMap Kontrollen (CEU, YRI, CHB, JPT) wurden als Referenz verwendet. Hohe Übereinstimmung zwischen selbst berichteten Rasse und genetisch bestimmt Abstammung wurde in allen Kohorten beobachtet. Die sehr seltenen Ausreißern wurden in der weiteren Analyse ausgeschlossen. Für die COHRA Probe, die Teilnehmer aller Altersgruppen enthalten, wurde die statistische Analyse beschränkt auf bleibenden Zähne bei Personen 17 Jahre oder älter. Alle Teilnehmer in den anderen Kohorten Erwachsene waren und daher in der Analyse eingeschlossen wurden alle länder GWAS Scans wurden in PLINK durchgeführt (http:... //Pngu mgh harvard edu /~ Purcell /Plink). [23] lineare Regression (--linear Option) mit, während für Alter und Geschlecht als Kovariaten anpassen. Die oben genannten Analysen wurden getrennt durchgeführt in jeder Kohorte mit Genotypisierung Daten und kalkulatorische Daten, falls vorhanden (COHRA, DRDR1 und HPFS). Vor der Analyse HWE (P-Wert ≤ 10E-4) und kleinere Allelfrequenz (MAF ≤ 0,02) Filter wurden Ausreißer oder seltene SNPs auszuschließen angewendet. Als nächstes wir die GWAS Assoziation Ergebnisse jeder Studie, indem Meta-Analyse in Metall kombiniert (http:... //Www sph umich edu /CSG /Abecasis /Metal /) [24] mit seine gewichteten Z-Score-Methode basiert auf Stichprobengröße, P-Wert und die Richtung der Wirkung in jeder Studie (fixer Effekt-Modell). Aufgrund der Unterschiede in Alter, Geburtskohorte, Demographie, Genotypisierung Plattform, und die Qualität der Zahnkaries Beurteilung sowie mögliche genetische Heterogenität unter unseren Kohorten, führten wir drei Meta-Analysen: 1) Meta 1 (COHRA, DRDR1 und DRDR2 ): wir diese drei Kohorten kombiniert, weil sie von jedem vergleichsweise jüngeren Menschen aus den Appalachen enthalten waren. Darüber hinaus wurden sie auf dem gleichen Illumina Chip genotypisiert und haben die informativsten Karies DMFS Phänotyp; 2) Meta 2 (ARIC und HPFS): Wir kombinieren diese beiden Kohorten, weil sie eine Genotypisierung wurden beide Affymerix 6.0-Chip und beide enthalten vergleichsweise ältere Teilnehmer (alle Proben ≥49 Jahre) mit schlechterer Qualität Zahnkaries Bewertungen; . 3) Meta 3 (alle fünf Kohorten kombiniert)
Wir erkundeten alle Signale mit "suggestive Bedeutung" (P-Wert ≤ 10E-5) mit mehreren Online-Bioinformatik-Tools und Datenbanken, wie SCAN (http: //www . scandb org /) [25], und WGAViewer (http:.... //compute1 LSRC Herzog edu /Software /WGAViewer /) [26]. Dieser Schritt war von entscheidender Bedeutung und beruht auf der Annahme, daß die assoziierten SNPs, die sich möglicherweise nicht kausal sein, in der Nähe der kausalen Variante in LD waren. Außerdem ist es derzeit nicht bekannt, wo eine kausale Variante zu dem Gen befinden kann es betrifft, obwohl cis-wirkenden (d.h. physikalisch proximal) Varianten sind allgemein als wichtig angesehen. Daher ist für jeden SNP Treffen suggestive Bedeutung, erforschten wir, ob in der Nähe Gene biologischen Funktionen relevant cariogenesis bekannt war. Die Berechnung der genomischen Inflationsfaktor, Lambda, und die Erzeugung von Quantil-Quantil-Plots wurden in der R-Statistikpaket (R Foundation for Statistical Computing, Wien, AU) durchgeführt. Manhattan Parzellen wurden mit Haploview [27] erstellt. Regionale Visualisierung von GWAS Top-Signale wurden unter Verwendung von LocusZoom hergestellt (http:... //Csg sph umich edu /locuszoom /) [28]. Wir erzielten auch Genotyp Intensität Plots (das heißt Cluster Plots) für eine Genotypisierung von SNPs in Top-Signale mit hoher Qualität Genotyp Berufung zu überprüfen. Da mehr als 95% unserer Proben nicht verwandten Individuen waren, haben passen wir nicht Analyse für Familie Verwandtschafts, aber genau beobachtet Beweise genomischer Inflation.
Ergebnisse
Table1 beschreibende Merkmale der fünf Kohorten zeigt in unserer Studie verwendet. ARIC und HPFS waren die beiden größten Kohorten enthält vergleichsweise ältere Teilnehmer im Alter von 49 Jahre oder mehr. Die mittlere Alter dieser Kohorten waren mehr als 20 Jahren größer als die von den anderen drei Kohorten. Der Unterschied Geburtsjahr ist sogar noch größer zwischen zwei ältere und drei jüngere Kohorten, weil Themen in ARIC und HPFS früher fast 10 Jahren ermittelt wurden. Die HPFS Kohorte umfasste nur Männer. Die DRDR1 und DRDR2 Kohorten waren ähnlich. Kariesprävalenz war extrem hoch (94,5-99,5%) für alle unsere fünf Kohorten, wesentlich höher als die von NHANES 2005 (86,8-96,3%) berichtet für Altersgruppen entspricht.
Verschiedene Methoden der Karies Beurteilung wurden über die durchgeführte fünf Kohorten (Tabelle 1). Zahnoberfläche Ebene Karies Beurteilung wurde für COHRA, DRDR1 und DRDR2 durchgeführt, durch intraorale Untersuchung, aus dem DMFS Index generiert wurde. DMFS Index ist die Anzahl der kariösen Oberflächen über das Gebiss, und ist die am weitesten verbreitete Maß an Erfahrung Karies zusammen mit DMFT (Index von Zahn). Caries Messungen in den beiden anderen Kohorten waren unterschiedlich und vermutlich weniger vollständig von oben. In ARIC, Daten auf die Zähne aufgrund Zerfall fehlten nicht gesammelt, und daher könnte der DMFS Index nicht erzeugt werden. Stattdessen haben wir den Anteil DFS als unsere caries Phänotyp, der Kariesbefalls in Bezug auf die Anzahl von Zahnoberflächen, für die wir Daten haben Maßnahmen (wie zum vollständigen Dentition Gegensatz wird, wie in DMFS). In HPFS wurde Karies als selbst berichtet kategoriale Variable darstellt ungefähre Anzahl der kariösen Läsionen bei Zahnebene zu beurteilen.
Figure1 zeigt Manhattan Plots für die drei Meta-Analysen. Keine Assoziation Signale bestanden die genomweite Signifikanzschwelle (das heißt marginal P-Wert ≤ 5,0 × 10
-8). Die genomische Inflationsfaktor, λ, war 1,0345, 1,0055 und 1,0125 für drei Meta-Analysen bzw. Angabe vernachlässigbar P-Wert der Inflation. Wir untersuchten die Gene (und mögliche biologische Funktionen) an oder in der Nähe von SNPs mit suggestiven P-Werte (das heißt, P-Wert ≤ 10E-5) in jeder Meta-Analyse, und im Vergleich gemeinsame genetische Signale über Meta-Analysen. Abbildung 1 GWAS Ergebnisse in drei Meta-Analysen: Manhattan und Q-Q Plots. Alle P-Werte sind negativ log10 umgewandelt. Jeder Punkt steht für eine Genotypisierung oder kalkulatorischen (sofern vorhanden) SNP-Marker.
Top Signale innerhalb jeder Meta-Analyse (P-Werte ≤ 10E-7)
Insgesamt gab es fünf Regionen in unserer Studie identifiziert, in denen mindestens eine SNP erreicht dieses Maß an Bedeutung: drei von Meta 1 und je einer aus Meta 2 und 3 (Tabelle 2). Der SNP-1 die stärkste Beweis für Vereinigung in Meta zeigte, wurde auf dem Chromosom rs635808 6 (P-Wert = 1,06 x 10 -7) befindet sich in der Intron-Region RPS6KA2
(Abbildung 2a, Zusatz file1: Tabelle S1). Dieses Gen kodiert für ein Enzym aus der RSK (ribosomale S6 Kinase) Familie, die zu phosphorylieren verschiedene Substrate geeignet ist, einschließlich der Mitglieder der Mitogen-aktivierte Kinase (MAPK) Signalwegs. Es wurde zuvor berichtet, dass die Aktivierung des MAPK-Weg (über die p38-Phosphorylierung) spielt zentrale Rolle in inflammatorische Zytokin und Chemokin Genregulation und somit wird es in oral-bedingte Krankheiten wie Zahnkaries [29], karies induzierte Pulpitis beteiligt [30 ], chronische Schmerzen im Mund und Parodontitis. Tabelle 2 Effektgröße und P-Werte für Top-SNPs in drei Meta-Analysen *
Gene /SNPs
Chr
Basenpaarposition
Daten Status †
Effect Size§
P-Wert (Meta 1)
P-Wert (Meta 2)
P-Wert (Meta 3)
COHRA
DRDR1
DRDR2
ARIC
HPFS
RHOU
rs3936161
1
227336163
Illumina
−1.95
7.17
--
−0.70
--
0.721
1.55E-05
6.76E-05
rs12072775
1
227339176
Affymetrix
−1.94
7.17
--
−0.71
0.007
0.725
4.23E-05
0.001
rs9287022
1
227344972
Imputed
−2.09
7.19
--
−0.61
--
0.673
3.79E-06
1.86E-05
rs9793739
1
227352481
Imputed
−2.08
7.88
--
−0.75
--
0.721
5.27E-07
4.28E-06
rs2988738
1
227427128
Affymetrix
0.67
9.55
--
−1.75
−0.15
0.567
2.02E-05
0.002
ADAMTS3
rs788919
4
73572758
Illumina
−1.40
−4.14
−3.56
−0.47
--
0.026
1.36E-04
1.02E-05
rs4694123
4
73606652
Illumina
−1.31
−2.94
−3.89
−0.46
--
0.038
1.18E-04
1.26E-05
rs10805050
4
73612147
Illumina
1.01
2.93
2.50
0.42
--
0.093
4.88E-06
1.68E-06
rs788911
4
73632087
Illumina
0.99
2.54
3.29
0.38
--
0.084
4.77E-06
1.46E-06
rs1383934
4
73636388
Illumina
1.19
3.20
3.70
0.64
--
0.046
1.77E-06
2.96E-07
RPS6K2
rs505982
6
167095386
Imputed
3.66
8.52
--
−0.35
--
8.93E-06
0.859
0.025
rs635808
6
167097412
Illumina
−4.21
−7.53
−8.30
0.44
--
1.06E-07
0.898
0.010
PTK2B
rs17057381
8
27416801
Affymetrix
16.39
28.98
--
0.47
−0.03
4.02E-07
0.267
0.764
CNIH
rs1953743
14
53722229
Both
−3.08
−6.55
−6.87
0.01
0.04
1.98E-06
0.371
0.027
rs4251631
14
53945934
Illumina
−3.78
−6.32
−10.02
−0.35
--
2.13E-07
0.013
1.80E-06
rs11850320
14
53990173
Illumina
−4.57
−7.93
−6.78
−0.33
--
9.92E-07
0.177
0.0003
rs7150062
14
53997400
Both
4.52
7.93
6.78
0.40
0.01
1.15E-06
0.295
0.001
rs7143579
14
54010435
Illumina
−4.42
−7.15
−7.89
−0.42
--
1.16E-06
0.137
0.0002
* Fasst Gene /Regionen mindestens einem SNP mit signifikanten P-Werte ≤ 10E-7 (fett gedruckt) enthält; Aufgeführt sind die ersten fünf wichtigsten SNPs, wenn mehr als fünf SNPs in der entsprechenden Region beobachtet,
† Illumina /Affymetrix /Beide: SNP in Illumina 610Quad /Affymetrix 6.0 /beide Chips jeweils eine Genotypisierung wurde;
Kalkulatorische: SNP-Daten nur wurde von Anrechnungs erzeugt. "-" Unter Angabe der entsprechenden SNP wurde in DRDR2 in oder HPFS nicht genotypisiert;
Effektgröße § direkt verglichen NUR unter Meta 1 Kohorten (COHRA, DRDR1 und DRDR2) werden kann Abbildung
2 Regionale Parzellen. P-Werte im oberen Loci in Meta-Analysen. Negative log10 transformiert P-Werte und physische Positionen für SNPs in der Region gezeigt. Farben Kopplungsungleichgewicht zwischen dem Index SNP (farbig in lila) zeigen, und andere SNPs basierend auf HapMap CEU Daten. der Teppich Plot zeigt regionale SNP Dichte. Die Overlay-Rekombinationsrate auf HapMap CEU Daten basiert. Gene Positionen und Richtungen der Transkription mit Anmerkungen versehen werden basierend auf hg19 /1000 Genomen November 2010 Release.
ein weiteres suggestiv Signal in Meta 1 beobachtet wurde rs17057381 ( P-value = 4,02 × 10 -7) auf Chromosom 8. Innerhalb einer ± 100 kb-Region, gibt es fünf Gene einschließlich PTK2B
. Keine direkte Beweise bringen, diese Gene in cariogenesis; Allerdings haben frühere Studien gezeigt, dass PTK2B
die p38-abhängige MAPK-Weg vermittelt [31, 32] und ist wichtig für die orale Erkrankungen wie Karies. (Abbildung 2B)
Das dritte suggestiv Signal in Meta beobachtet 1 war eine breite Region Vereinigung auf dem Chromosom 14 (Abbildung 2C; oben SNP rs4251631 war, P-Wert = 2,13 x 10 -7). Mehrere niedrige LD SNPs (in Bezug auf rs4251631) zeigten suggestive Bedeutung und vier von ihnen waren unter den Top-SNPs in Meta 3 (P-Werte zwischen 8,17 × 10-5 und 1,80 × 10-6). Der Verein Signal wird über einen Bereich geringer Rekombination zentriert beherbergen vier Gene, CDKN3, CNIH, GMFB
und CGRRF1
(von denen keines bekannt oder biologisch plausible Rollen in Zahnkaries). Der Verein Signal erstreckt 500 kb stromaufwärts zu der untranslatierten Region von BMP4
Gen "5. Bone morphogenetic Proteine sind wichtig für die Regeneration /Reparatur des Dentin-Pulpa-Komplex nach kariogen Verletzung [33], und BMP4
, insbesondere wurde die Reparatur von kariösen Gewebe gezeigt zu initiieren und regulieren [34, 35].
In Meta 2 haben wir eine suggestive Signal auf dem Chromosom 1 beobachtet (rs9793739, P-Wert = 5,27 x 10 -7). Keine relevanten Angaben mit Karies für Gene in der Nähe dieses SNP Ausnahme, dass etwa 400 kb vor dem Top-Hit gefunden wurde, war die RHOU Gen (der nächste Hit, Abbildung2d), ein Mitglied der Rho-GTPase. Hinweise darauf, dass GTPasen wirken als Schlüsselmediatoren der Wnt-Signalkaskade [36], ein Weg, der für seine Rolle bei der Regulierung der Zahnmorphologie während der Zahnentwicklung [37] bekannt ist. 2001 Tao et al.
Zeigte in Mäusen, die mögliche Rolle von RHOU
in der Regulation der Zellmorphologie und die Proliferation durch die Wnt1 Signalweg [38]. Obwohl biologisch plausibel, ist es derzeit nicht bekannt, ob RHOU in der genetischen Anfälligkeit für Karies beteiligt ist.
Meta 3 beobachteten wir eine suggestive Verbindung mit rs1383934 (P-Wert = 2,96 x 10 -7). Diese SNP liegt auf Chromosom 4 in der Intronregion ADAMTS3
(Abbildung 2e), die stark während der Zahnentwicklung in der Zahnpapille in Mäusen [39] ausgedrückt wird. Die Rolle der ADAMTS3
in cariogenesis ist unbekannt; jedoch aufgrund seiner Rolle in der Zahnentwicklung in Maus, ist es plausibel, dass dieses Gen die Anfälligkeit für Karies betrifft.
Andere interessante Signale (P-Werte ≤ 10E-5) Hotels in Meta 1 beobachteten wir auch suggestiv Vereinigung für ein 400 kb-Region auf Chromosom 5 einschließlich der ISL1
Gen (rs4865673, P-Wert = 8,73 x 10 -6, Figure2F). Alle Autoren gelesen und genehmigt haben das endgültige Manuskript.
