Project

Discipline

genome-wide scanning; genetic risk factor; PNPLA3

Lead
Genetisches Risiko bei alkoholbedingten Leberkrebs
Lay summary
Das Leberzellkarzinom (Leberzellkrebs) ist eine Komplikation der alkoholbedingten Leberzirrhose und nimmt weltweit zu. Der Hauptrisikofaktor für ein Leberzellkarzinom ist eine Leberzirrhose und es entwickelt etwa 10% der Patienten mit Leberzirrhose binnen 5 Jahren einen solchen Tumor. Neben Geschlecht, Übergewicht und Diabetes ist ein genetischer Faktor namens PNPLA3 mit einem erhöhten Risiko eines Leberkrebses assoziiert. Unser Projekt hat folgende Ziele: 1. Identifikation von genetischen Faktoren im menschlichen Erbgut, die mit einen Leberkrebsrisiko vergesellschaftet sind mittels genomweiter Fall-Kontrollstudie (GWAS); 2. Klärung der funktionellen Rolle des genetischen Risikofaktors PNPLA3 in der Entstehung des Leberkrebses durch Versuche mit Mäuse und Zelllinien mit genetisch verändertem PNPLA3-Gen; 3. Untersuchung von 1-(2) weiteren bislang noch nicht bekannten genetischen Faktoren wie unter 2. beschrieben. Diese sollen durch die GWAS ermittelt werden. In der GWAS sollen Patienten mit Alkoholzirrhose und Leberkrebs mit Alkoholzirrhosepatienten ohne Leberkrebs verglichen werden und die dabei identifizierten genetischen Risikofaktoren anschliessend in einer separaten Gruppe von Fällen und Kontrollen bestätigt werden. Experimentell sollen Zellen bzw. Mäuse eingesetzt werden, die bezüglich des PNPLA3-Gens genetisch verändert wurden. Dabei kommt ein Tiermodell zum Einsatz, welches in den Mäusen Leberkrebs hervorruft. Dabei werden in Zellkultur und Tierexperiment biologische Vorgänge, die typisch für Krebswachstum sind, unter den Bedingungen der genetischen Modifikation untersucht. Unsere Studie kann neue genetische Risikofaktoren für Leberkrebs identifizieren und deren Rolle in der Leberkrebsentstehung klären. Die Identifikation solcher Gene und funktionelle Charakterisierung würde einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis der Leberkrebsentstehung liefern und potenziell neue präventive und therapeutische Strategien eröffnen.

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Last update: 01.12.2016

Number	Title	Start	Funding scheme

Hepatocellular carcinoma (HCC) is a serious complication of alcoholic liver cirrhosis (ALC) and shows a rising incidence worldwide. The premier premalignant risk factor for HCC in Western countries is cirrhosis, with a 10% incidence of HCC in alcoholic cirrhotics within 5 years of follow-up. To date, carriage of the PNPLA3 rs738409 (I148M) allele is the only robustly confirmed genetic risk locus predisposing to HCC, which however explains only a fraction of the host genetic risk in ALC.The present project pursues three major aims: 1. to identify genetic variants which reveal a significant association with HCC in patients with ALC by means of a genome-wide association study; 2. to elucidate the role and contribution of PNPLA3 I148M to the pathogenesis of HCC by using an ALC-HCC model in PNPLA3 I148M transgenic mice and stably transfected cell lines. 3. To study 1-(2) hitherto unknown risk variants as identified in aim 1, using the approaches established and described in aim 2.We will perform a GWAS comparing ALC with HCC (cases) vs ALC without HCC (controls) in European Caucasians, followed by validation of top hits in an independent European cohort. The GWAS and validation study will be executed using the HumanOmniExpress DNA BeadChip technology by Illumina, and TaqMan- and Sequenom-based replication genotyping of top hits, respectively. In vivo, C3H/He mice expressing the PNPLA3 I148M risk variant will be generated and used in an experimental model with chemically-induced HCC, with and without concomitant alcohol administration. Cell culture experiments with stably transfected Huh7 cell lines are scheduled to assay viability, migration, adhesion, invasion, and mRNA/protein expression. Newly identified risk variants derived from the GWAS will be analyzed using the same scheme.The proposed study has the potential to identify yet unknown genetic factors that determine the risk of ALC to develop HCC and to reveal the functional role of newly discovered risk genes in the pathogenesis of HCC. Identification and functional studies of such genetic risk factors would greatly improve our understanding of the host-environment interaction leading to HCC evolution, and hopefully will guide the development of preventive and therapeutic strategies.