【每月热点评析】【2008.4】如何寻找肿瘤相关基因(请跟帖评论）
发布于 2008-04-18 · 浏览 4150 · IP 未知未知
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文章来源： Nature, vol446:758
文章标题： Genome-wide analysis of genetic alterations in acute lymphoblastic leukaemia
全文下载： http://www.slas.ac.cn/upload/20070608-5.pdf
Abstract: Chromosomal aberrations are a hallmark of acute lymphoblastic leukaemia ( ALL) but alone fail to induce leukaemia. To identify cooperating oncogenic lesions, we performed a genome-wide analysis of leukaemic cells from 242 paediatric ALL patients using high-resolution, single-nucleotide polymorphism arrays and genomic DNA sequencing. Our analyses revealed deletion, amplification, point mutation and structural rearrangement in genes encoding principal regulators of B lymphocyte development and differentiation in 40% of B-progenitor ALL cases. The PAX5 gene was the most frequent target of somatic mutation, being altered in 31.7% of cases. The identified PAX5 mutations resulted in reduced levels of PAX5 protein or the generation of hypomorphic alleles. Deletions were also detected in TCF3 ( also known as E2A), EBF1, LEF1, IKZF1 (IKAROS) and IKZF3 (AIOLOS). These findings suggest that direct disruption of pathways controlling B-cell development and differentiation contributes to B-progenitor ALL pathogenesis. Moreover, these data demonstrate the power of high-resolution, genome-wide approaches to identify new molecular lesions in cancer.
Document Type: Article
http://www.nature.com/nature/journal/v446/n7137/abs/nature05690.html
论文简介：
作者用SNP微阵列在整个基因组范围内对DNA拷贝数异常进行高分辨率分析，从中他们发现了一些常见的基因缺失：PAX5，TCF3 , EBF1, LEF1, IKZF1 和IKZF3 ，然后又进一步研究发现有PAX基因的易位，测序发现了PAX5有较高的突变率。但并没有发现EBF1 和 IKZF1基因突变。PAX5为转录因子，作者进一步作了功能分析，PAX5突变以后，与 DNA结合能力明显减弱，转录活性下降。而更有意思的是，这些相关基因均与B淋巴细胞发育和分化有关。
作者指出，这些基因可能作为治疗靶点，可能诱导B细胞重新分化，并且更具有普遍意义的是，通过高分辨aCGH在其他肿瘤中也可能发现新的肿瘤相关基因。
评价1: 当时这文章的图片作为NATURE封面，同期配发了评议（ http://www.nature.com/doifinder/10.1038/446739a ）：
肿瘤可认为是一种基因，由开体细胞突变引起，但如何系统的寻找这些基因一直存在问题，本文利用高精度的CGH，不但能发现一些常见的肿瘤基因组的拷贝数改变，也能最终定位出这些改变的片断影响的基因，从而可能进一步测序分析，可能可以发现突变的基因。
一个问题是这种方法是否可以应用到实体瘤，目前并没有发现实体瘤与血液肿瘤有本质的区别。如以前常见的融合基因，在前列腺，肺癌中也发现。
ATRA治疗M3诱导分化取得了极大的成功，从本文中发现了PAX5与B细胞发育有关基因的改变，从而有可能扩大分化诱导的治疗范围。
评价2: Ross Cagan评论(摘自Faculty biology 1000, Mount Sinai School of Medicine, United States of America )
坦白的说，我并不推荐这文章到优秀的SCIENCE，但这里用了一种分析肿瘤基因组的方法，并没有全基因组测序，这是利用目前高分辨SNP芯片的范例。而且，作者对SNP芯片发现的DNA损伤作了初步分析（仅仅是最初步的分析）。这方法也说明了用大规模基因组分析的方法，测序大量基因来鉴定出真正的重要基因也是有难度的。
【评述】 :
肿瘤从本质上说，还是因为肿瘤细胞逐步的，一系列的遗传学和表观遗传学的改变，虽然有人认为表观遗传的改变可能是始动因素，但到目前还有很多实验室在寻找肿瘤相关的基因的突变，缺失，扩增，易位，从而有可能提供诊断依据，发现新的靶向治疗的靶点等。CML中的格列维是最经典的，肺癌中的EGFR,乳腺癌中的 ERBB2，都是目前研究治疗的靶点，前两年在真红中的JAK2也可算是经典了。
在前期研究中，如是抑癌基因，根据经典的双重打击理论，如P53，通常是一个等位基因缺失，一个失活突变; 当然现在认为一个缺失，一个甲基化也是一种情况;也有可能是（HD）纯合性缺失如P16, 也有可能是haploinsufficiency（半量不全）；因为纯合性缺失大多数片断比较小，很多抑癌基因都是根据纯合性缺失发现的，如PTEN,SMAD4。除（p16)以外,实际上HD在标本是比较低的。这可能也是本文的理论基础。
随着CGH技术的进步，现在的分辨越来越高，（本文中是5Kb),如果用大样本，高精度的方法，如果能发现共同的缺失或扩增基因区域，就有可能发现新的肿瘤相关基因。感觉这就是本文的思路。
aCGH 以前通常用于实体瘤的分析，现在也有很多人在做，美国NIH启动The Cancer Genome Atlas计划，（ http://cancergenome.nih.gov/ ），准备对所有肿瘤进行基因组分析，并且全基因组进行测序，当然也进行全基因组的甲基化研究。去年他们也在肺腺癌上发现了新的癌基因， (http//www.nature.com/nature/journal/v450/n7171/abs/nature06358.html),并且前年他们已对肺癌和大肠癌进行了全基因组测序 (http//www.sciencemag.org/cgi/content/full/314/5797/268),
( http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/318/5853/1108) 。最近也用RNAi芯片对肿瘤基因进行筛选，( http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/319/5863/617) ,绝对都是经典，对研究肿瘤的可以学习一下。人家有钱，国内现在没法做。
【个人思考】
我个人认为，虽然他们成功的发些了一些基因，实际上我还是觉得他们有些运气成分，做过 aCGH的人都知道，分析处理很复杂，有很多noice，还有CNV，有的样品不好，可能有正常组织比例太高等等，都影响结果，当然最重要的是分辨率，样本量，但这都要钱。
我想国内因为标本没有问题，现在CGH也不是太贵，测序也越来越便宜，也可以试，但前提是研究团队需要非常强，要临床与基础合作，需要非常强的牛人组织，很强的生物信息方面的人。我们不可能象老美什么都做，可能可以选一，二个疾病重点突破。
讨论问题：
很多人都在找基因，现在除了已发现的重要通路，如p53（MDM2）,p16（CDK4，CCND1，CCNE）,RB（E2F3）,等通常在很多肿瘤中都有失控，从理论上说，还应该存在其他通路，有没有好的方法去发现，用作者的方法是否可行，是否有其也更好的方法？
我一直有可疑问，有没有可能存在一个与P53一样重要的基因？
肿瘤除了共性，还有组织特异性，如本文中的PAX5，是否这也是一个方向？
以前听过epigenetic的讲座，感觉epigenetic引起的基因表达改变，然而基因组不稳定。但这篇文章又好象又把基因突变放到了重要地位？
特别感谢freecell版主的热心帮助指导，
有的仅是个人观点，如有不当之处，欢迎各位战友批评指导。
文章来源： Nature, vol446:758
文章标题： Genome-wide analysis of genetic alterations in acute lymphoblastic leukaemia
全文下载： http://www.slas.ac.cn/upload/20070608-5.pdf
Abstract: Chromosomal aberrations are a hallmark of acute lymphoblastic leukaemia ( ALL) but alone fail to induce leukaemia. To identify cooperating oncogenic lesions, we performed a genome-wide analysis of leukaemic cells from 242 paediatric ALL patients using high-resolution, single-nucleotide polymorphism arrays and genomic DNA sequencing. Our analyses revealed deletion, amplification, point mutation and structural rearrangement in genes encoding principal regulators of B lymphocyte development and differentiation in 40% of B-progenitor ALL cases. The PAX5 gene was the most frequent target of somatic mutation, being altered in 31.7% of cases. The identified PAX5 mutations resulted in reduced levels of PAX5 protein or the generation of hypomorphic alleles. Deletions were also detected in TCF3 ( also known as E2A), EBF1, LEF1, IKZF1 (IKAROS) and IKZF3 (AIOLOS). These findings suggest that direct disruption of pathways controlling B-cell development and differentiation contributes to B-progenitor ALL pathogenesis. Moreover, these data demonstrate the power of high-resolution, genome-wide approaches to identify new molecular lesions in cancer.
Document Type: Article
http://www.nature.com/nature/journal/v446/n7137/abs/nature05690.html
论文简介：
作者用SNP微阵列在整个基因组范围内对DNA拷贝数异常进行高分辨率分析，从中他们发现了一些常见的基因缺失：PAX5，TCF3 , EBF1, LEF1, IKZF1 和IKZF3 ，然后又进一步研究发现有PAX基因的易位，测序发现了PAX5有较高的突变率。但并没有发现EBF1 和 IKZF1基因突变。PAX5为转录因子，作者进一步作了功能分析，PAX5突变以后，与 DNA结合能力明显减弱，转录活性下降。而更有意思的是，这些相关基因均与B淋巴细胞发育和分化有关。
作者指出，这些基因可能作为治疗靶点，可能诱导B细胞重新分化，并且更具有普遍意义的是，通过高分辨aCGH在其他肿瘤中也可能发现新的肿瘤相关基因。
评价1: 当时这文章的图片作为NATURE封面，同期配发了评议（ http://www.nature.com/doifinder/10.1038/446739a ）：
肿瘤可认为是一种基因，由开体细胞突变引起，但如何系统的寻找这些基因一直存在问题，本文利用高精度的CGH，不但能发现一些常见的肿瘤基因组的拷贝数改变，也能最终定位出这些改变的片断影响的基因，从而可能进一步测序分析，可能可以发现突变的基因。
一个问题是这种方法是否可以应用到实体瘤，目前并没有发现实体瘤与血液肿瘤有本质的区别。如以前常见的融合基因，在前列腺，肺癌中也发现。
ATRA治疗M3诱导分化取得了极大的成功，从本文中发现了PAX5与B细胞发育有关基因的改变，从而有可能扩大分化诱导的治疗范围。
评价2: Ross Cagan评论(摘自Faculty biology 1000, Mount Sinai School of Medicine, United States of America )
坦白的说，我并不推荐这文章到优秀的SCIENCE，但这里用了一种分析肿瘤基因组的方法，并没有全基因组测序，这是利用目前高分辨SNP芯片的范例。而且，作者对SNP芯片发现的DNA损伤作了初步分析（仅仅是最初步的分析）。这方法也说明了用大规模基因组分析的方法，测序大量基因来鉴定出真正的重要基因也是有难度的。
【评述】 :
肿瘤从本质上说，还是因为肿瘤细胞逐步的，一系列的遗传学和表观遗传学的改变，虽然有人认为表观遗传的改变可能是始动因素，但到目前还有很多实验室在寻找肿瘤相关的基因的突变，缺失，扩增，易位，从而有可能提供诊断依据，发现新的靶向治疗的靶点等。CML中的格列维是最经典的，肺癌中的EGFR,乳腺癌中的 ERBB2，都是目前研究治疗的靶点，前两年在真红中的JAK2也可算是经典了。
在前期研究中，如是抑癌基因，根据经典的双重打击理论，如P53，通常是一个等位基因缺失，一个失活突变; 当然现在认为一个缺失，一个甲基化也是一种情况;也有可能是（HD）纯合性缺失如P16, 也有可能是haploinsufficiency（半量不全）；因为纯合性缺失大多数片断比较小，很多抑癌基因都是根据纯合性缺失发现的，如PTEN,SMAD4。除（p16)以外,实际上HD在标本是比较低的。这可能也是本文的理论基础。
随着CGH技术的进步，现在的分辨越来越高，（本文中是5Kb),如果用大样本，高精度的方法，如果能发现共同的缺失或扩增基因区域，就有可能发现新的肿瘤相关基因。感觉这就是本文的思路。
aCGH 以前通常用于实体瘤的分析，现在也有很多人在做，美国NIH启动The Cancer Genome Atlas计划，（ http://cancergenome.nih.gov/ ），准备对所有肿瘤进行基因组分析，并且全基因组进行测序，当然也进行全基因组的甲基化研究。去年他们也在肺腺癌上发现了新的癌基因， (http//www.nature.com/nature/journal/v450/n7171/abs/nature06358.html),并且前年他们已对肺癌和大肠癌进行了全基因组测序 (http//www.sciencemag.org/cgi/content/full/314/5797/268),
( http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/318/5853/1108) 。最近也用RNAi芯片对肿瘤基因进行筛选，( http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/319/5863/617) ,绝对都是经典，对研究肿瘤的可以学习一下。人家有钱，国内现在没法做。
【个人思考】
我个人认为，虽然他们成功的发些了一些基因，实际上我还是觉得他们有些运气成分，做过 aCGH的人都知道，分析处理很复杂，有很多noice，还有CNV，有的样品不好，可能有正常组织比例太高等等，都影响结果，当然最重要的是分辨率，样本量，但这都要钱。
我想国内因为标本没有问题，现在CGH也不是太贵，测序也越来越便宜，也可以试，但前提是研究团队需要非常强，要临床与基础合作，需要非常强的牛人组织，很强的生物信息方面的人。我们不可能象老美什么都做，可能可以选一，二个疾病重点突破。
讨论问题：
很多人都在找基因，现在除了已发现的重要通路，如p53（MDM2）,p16（CDK4，CCND1，CCNE）,RB（E2F3）,等通常在很多肿瘤中都有失控，从理论上说，还应该存在其他通路，有没有好的方法去发现，用作者的方法是否可行，是否有其也更好的方法？
我一直有可疑问，有没有可能存在一个与P53一样重要的基因？
肿瘤除了共性，还有组织特异性，如本文中的PAX5，是否这也是一个方向？
以前听过epigenetic的讲座，感觉epigenetic引起的基因表达改变，然而基因组不稳定。但这篇文章又好象又把基因突变放到了重要地位？
特别感谢freecell版主的热心帮助指导，
有的仅是个人观点，如有不当之处，欢迎各位战友批评指导。
最后编辑于 2008-06-16 · 浏览 4150
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