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技術(shù)文章 / article
科學(xué)家如何深度破解癌癥基因組的奧秘?
原載自:[技術(shù)資料頻道] 2017-05-31 瀏覽次數(shù):2841
此前,癌癥基因組聯(lián)盟(International Cancer Genome Consortium)向科學(xué)界公布了超過1萬個(gè)癌癥基因組的數(shù)據(jù),利用這些數(shù)據(jù)科學(xué)家們就能夠更好地從基因方面入手來了解癌癥的發(fā)生及進(jìn)展機(jī)制,這就為后期研究人員開發(fā)治療多種癌癥的新型靶向療法提供了新的思路。
近年來,科學(xué)家們一直在深入進(jìn)行癌癥基因組學(xué)等相關(guān)研究,他們希望通過深入剖析能夠鑒別出引發(fā)癌癥的根本原因,那么如今在癌癥基因組學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究中研究人員都得了哪些成果呢?本文中小編對(duì)此進(jìn)行了整理,分享給各位!
【1】PLoS Med:癌癥基因組的延續(xù):三陰性乳腺癌和癌癥免疫療法
doi:10.1371/journal.pmed.1002193
近日,一項(xiàng)刊登于雜志PLoS Medicine上的研究報(bào)告中,來自耶魯大學(xué)的研究人員通過研究描述了三陰性乳腺癌的一種新亞型,相比其它難以治療的疾病而言,這種類型的乳腺癌可能更容易進(jìn)行治療。
之所以稱之為三陰性乳腺癌是因?yàn)檫@種乳腺癌缺少了一些和靶向性療法反應(yīng)相關(guān)的分子特性,文章中,研究者Hatzis及其同事對(duì)那些對(duì)細(xì)胞毒性化療方法反應(yīng)敏感性較好或較差的患者進(jìn)行研究,對(duì)來自患者機(jī)體的腫瘤進(jìn)行分析,同時(shí)研究者還通過全外顯子組測(cè)序技術(shù)對(duì)29個(gè)病例進(jìn)行研究,并且在后期患者的研究中證實(shí)了他們的研究結(jié)果。
研究者指出,攜帶新鑒別出的BRCA缺失的亞型患者往往會(huì)因?yàn)榛煻兊蒙孑^好,但患者同時(shí)會(huì)承擔(dān)高負(fù)擔(dān)的突變以及新抗原的產(chǎn)生,而這些都會(huì)被免疫系統(tǒng)靶向作用,基于相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn),研究者表示,免疫療法或許都能在BRCA缺失的三陰性乳腺癌患者機(jī)體中進(jìn)行試驗(yàn)。
【2】Cell:全面解析大規(guī)模癌癥基因組
doi:10.1016/j.cell.2014.09.050
來自癌癥基因組圖譜研究網(wǎng)絡(luò)(The Cancer Genome Atlas Research Network, TCGA)的研究人員針對(duì)甲狀腺癌(thyroid cancer)進(jìn)行了綜合分析,鑒別出了一些侵襲性腫瘤的標(biāo)記物,這有可能為給予個(gè)別患者適當(dāng)?shù)闹委煼椒ㄌ峁┝烁玫陌悬c(diǎn)。
研究結(jié)果表明,有可能可以基于一些遺傳標(biāo)記物將這一疾病進(jìn)行重新分類,推動(dòng)甲狀腺癌更多地受益于施藥。
“對(duì)于甲狀腺癌基因組景觀的這一認(rèn)識(shí)將改進(jìn)它的分類,改善分子診斷。這將幫助我們將那些需要積極治療的患者與腫瘤不太可能會(huì)生長(zhǎng)或擴(kuò)散的患者區(qū)分開來,”密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教授Thomas J. Giordano博士說。
【3】Nature:揭示癌癥基因組啟動(dòng)子突變數(shù)量顯著增加機(jī)制
doi:10.1038/nature17437
在一項(xiàng)新的研究中,來自澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)的研究人員發(fā)現(xiàn)DNA修復(fù)在我們的基因組的重要區(qū)域受到損傷,從而對(duì)人體修復(fù)DNA損傷的能力提供新的認(rèn)識(shí)。
修復(fù)諸如紫外線輻射和香煙煙霧之類的能夠?qū)е峦蛔兊沫h(huán)境因素對(duì)DNA造成的損傷是阻止我們的細(xì)胞發(fā)生癌變的一種基本過程。
在這項(xiàng)研究中,研究人員分析了來自14種癌癥類型的1161種腫瘤樣品的2千萬多個(gè)DNA突變。他們發(fā)現(xiàn)在許多癌癥類型中,尤其是皮膚癌,發(fā)生在被稱作“基因啟動(dòng)子”的基因組區(qū)域中的DNA突變數(shù)量特別高。重要的是,這些DNA序列控制著基因如何表達(dá),而這又會(huì)決定細(xì)胞的類型和功能。相關(guān)研究結(jié)果于2016年4月13日在線發(fā)表在Nature期刊上,論文標(biāo)題為“Differential DNA repair underlies mutation hotspots at active promoters in cancer genomes”。
【4】Nature:癌前基因組圖譜計(jì)劃或?qū)㈤_啟 科學(xué)家將實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤實(shí)時(shí)追蹤
新聞閱讀:Hunt for cancer 'tipping point' heats up
目前對(duì)成千上萬個(gè)癌癥基因組測(cè)序的數(shù)據(jù)庫正在不斷膨脹,有些科學(xué)家就認(rèn)為,我們應(yīng)當(dāng)將目光轉(zhuǎn)移到研究“青春期”時(shí)期腫瘤的DNA,即在腫瘤癌變之前對(duì)其進(jìn)行深入研究。近日在華盛頓舉辦的美國癌癥研究協(xié)會(huì)年度會(huì)議(AACR)上,研究人員就討論了如何對(duì)癌變前期病變組織的基因組進(jìn)行測(cè)序,而這些組織的異常生長(zhǎng)有時(shí)就會(huì)進(jìn)展成為成熟的癌癥,相關(guān)研究結(jié)果就能夠幫助研究人員確定合適的治療方法,并且?guī)椭_發(fā)一些新型療法來阻斷癌癥發(fā)生惡性病變。
來自約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員Elizabeth Jaffee表示,這項(xiàng)研究計(jì)劃已經(jīng)列入到了未來癌癥研究計(jì)劃清單幾乎zui頂端的位置上了,這也是我們開始對(duì)癌癥研究領(lǐng)域進(jìn)行*研究的一項(xiàng)計(jì)劃。當(dāng)然這個(gè)想法還是下一個(gè)癌癥“大科學(xué)”研究項(xiàng)目中的一個(gè)計(jì)劃,同時(shí)該計(jì)劃還能夠借鑒癌癥基因組圖譜計(jì)劃的研究策略。
但這種新型的癌前基因組圖譜計(jì)劃將會(huì)隨著時(shí)間推移對(duì)癌癥的進(jìn)展進(jìn)行研究,從理論上來講其包含了相同腫瘤組織發(fā)展過程中的多個(gè)“快照”信息,研究人員也能夠以此來確定什么樣的改變會(huì)使得腫瘤越過臨界點(diǎn)而惡性發(fā)展。
【5】Nature:揭示出胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的全基因組圖譜
doi:10.1038/nature21063
在一項(xiàng)新的研究中,來自意大利、英國、澳大利亞、中國和美國的研究人員揭示出正常情形下與乳腺癌、結(jié)腸癌和卵巢癌相關(guān)聯(lián)的基因變化也能夠促進(jìn)一種罕見的胰腺癌產(chǎn)生。相關(guān)研究結(jié)果于2017年2月15日在線發(fā)表在Nature期刊上,論文標(biāo)題為“Whole-genome landscape of pancreatic neuroendocrine tumours”。
這些研究人員發(fā)現(xiàn)每5名胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤(pancreatic neuroendocrine tumour, PanNET)病人就多達(dá)1人具有明顯的癌癥遺傳易患性,即便這些患者沒有這種疾病的家族史。
這些發(fā)現(xiàn)有望讓人們有朝一日能夠鑒定出有風(fēng)險(xiǎn)患上這種癌癥的人、有風(fēng)險(xiǎn)患上這種疾病惡性形式的人,以及哪些人可能對(duì)當(dāng)前的或新的靶向療法作出反應(yīng)。
【6】Nat Commun:全基因組關(guān)聯(lián)性研究或助力前列腺癌PSA篩查技術(shù)重奪“霸主”地位
doi:10.1038/ncomms14248
來自加州大學(xué)舊金山分校和凱薩醫(yī)療機(jī)構(gòu)的研究人員近日通過研究在健康男性機(jī)體中鑒別出了正常前列腺特異抗原(PSA)水平的遺傳預(yù)測(cè)子,相關(guān)研究刊登于雜志Nature Communications上,該研究或能幫助改善基于PSA的前列腺癌篩查測(cè)試技術(shù)的準(zhǔn)確性。
zui近,被認(rèn)為能夠作為癌癥早期檢測(cè)*的前列腺癌篩查PSA檢測(cè)技術(shù)能夠改善前列腺癌患者的預(yù)后,但在過去5年里,一系列研究表明,PSA檢測(cè)技術(shù)似乎靈敏度不夠,頻繁的假陽性結(jié)果往往會(huì)導(dǎo)致過多不必要的醫(yī)療程序,而且假陰性結(jié)果也會(huì)給男性一種虛假的安全感;2012年,PSA檢測(cè)技術(shù)被美國預(yù)防工作小組評(píng)為D級(jí),而且這種檢測(cè)手段也不再被一些保險(xiǎn)公司所覆蓋。
研究者John Witte博士指出,在過去幾年里,PSA篩查越來越不再流行了,而且該技術(shù)的使用率不斷下降,前列腺癌患者診斷的數(shù)量也開始下降;讓很多人不安的是,被診斷的部分患者還會(huì)在后期階段進(jìn)行疾病診斷,從而就使得患者不再可能進(jìn)行成功治療了。當(dāng)前PSA測(cè)試的一個(gè)主要問題就是對(duì)男性機(jī)體中產(chǎn)生的不同水平的蛋白質(zhì)進(jìn)行一刀切的方法來進(jìn)行檢測(cè);本文研究中,研究人員利用新型的全基因組關(guān)聯(lián)性研究對(duì)此進(jìn)行分析,結(jié)果表明,通過重新考慮影響不同男性產(chǎn)生PSA水平的遺傳突變,或許就能夠使得PSA測(cè)試重新獲得其在癌癥預(yù)防領(lǐng)域的地位。
【7】Nature:鑒定出宮頸癌的新的基因組特征
doi: 10.1038/nature21386
在一項(xiàng)新的研究中,來自癌癥基因組圖譜研究網(wǎng)絡(luò)(The Cancer Genome Atlas Research Network, TCGA)的研究人員鑒定出宮頸癌的新的基因組特征和分子特征。這將有助于對(duì)這種疾病進(jìn)行分型,并且可能有助開發(fā)出每名宮頸癌病人的靶向療法。他們對(duì)178種原發(fā)性宮頸癌的基因組進(jìn)行完整的分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)70%以上的宮頸瘤在一到兩種重要的細(xì)胞信號(hào)通路中發(fā)生基因組變化。令人意外的是,他們也發(fā)現(xiàn)一小部分宮頸瘤并不表現(xiàn)出人乳頭瘤病毒(HPV)感染的證據(jù)。相關(guān)研究結(jié)果于2017年1月23日在線發(fā)表在Nature期刊上,論文標(biāo)題為“Integrated genomic and molecular characterization of cervical cancer”。
在*,每年有50多萬新發(fā)宮頸癌病例和25多萬宮頸癌死亡病例。美國國家癌癥研究所代理主任Douglas Lowy博士說,“絕大多數(shù)宮頸癌病例是由致癌性HPV持續(xù)感染所導(dǎo)致的。多年來,已有有效地抵抗大多數(shù)致癌性HPV類型的預(yù)防性疫苗面世,接種它們有長(zhǎng)期的潛力來降低宮頸癌病例數(shù)量。”
Lowy博士注意到,“然而,大多數(shù)在未來的幾十年內(nèi)患上宮頸癌的女性已超過推薦進(jìn)行接種疫苗的年齡,因而將不會(huì)獲得這種疫苗的保護(hù)。因此,宮頸癌仍然是一種急需有效療法的疾病,而且除了HPV的基因之外,這項(xiàng)的TCGA分析可能有助在發(fā)現(xiàn)靶向?qū)m頸癌基因組的重要序列元件的藥物中取得突破性進(jìn)展。”
【8】Nat Med:利用CRISPR-Cas9進(jìn)行全基因組篩選找到胰腺腫瘤弱點(diǎn)
doi:10.1038/nm.4219
在科學(xué)家們建立了CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)之后,該技術(shù)得到了廣泛利用。一些研究利用CRISPR-Cas9基因編輯工具進(jìn)行基因篩選,在癌細(xì)胞內(nèi)找到了一些可以用于開發(fā)潛在治療方法的基因弱點(diǎn)。
zui近,來自加拿大多倫多大學(xué)的研究人員在RNF43突變的胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)細(xì)胞中進(jìn)行了全基因組范圍的CRISPR-Cas9篩選,并找到了可以用于治療該類型癌癥的潛在抗體藥物。這種類型的PDAC依賴Wnt信號(hào)進(jìn)行增殖。
在這項(xiàng)研究中,研究人員通過篩選發(fā)現(xiàn)一個(gè)有FZD5參與的Wnt信號(hào)通路對(duì)于攜帶RNF突變的PDAC細(xì)胞的增殖有重要作用,F(xiàn)ZD5是人類基因組編碼的10個(gè)Frizzled受體中的一個(gè)。研究結(jié)果表明該Wnt受體的表達(dá)水平存在背景依賴性特征。研究人員利用一組重組抗體檢測(cè)FZD蛋白的表達(dá),證實(shí)FZD5的功能特征無法通過蛋白表達(dá)情況來解釋。
【9】Nature多篇亮點(diǎn)研究揭示膀胱腫瘤基因組突變中DNA修復(fù)及損傷的關(guān)鍵角色
doi:10.1038/nature12965
在過去幾十年里,*的科學(xué)家們都在對(duì)癌細(xì)胞的基因組進(jìn)行解析,試圖揭開驅(qū)動(dòng)腫瘤生長(zhǎng)的基因密碼;隨著對(duì)成千上萬個(gè)在腫瘤細(xì)胞DNA中積累的基因突變進(jìn)行分析,研究人員如今發(fā)現(xiàn)的致癌基因的數(shù)量越來越多了;近日科學(xué)家們就將研究目光轉(zhuǎn)移到了其它關(guān)鍵問題上,即什么樣的生物學(xué)過程會(huì)引發(fā)DNA發(fā)生突變?
來自麻省總醫(yī)院的研究者Gad Getz說道,我們?cè)诨颊吣[瘤中發(fā)現(xiàn)的突變是一種融合形式,即是細(xì)胞中多個(gè)不同過程下來的基因“遺骸”,我們并不知道什么過程是預(yù)先發(fā)生的,但利用復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型,我們就揭開了其中的機(jī)制,同時(shí)揭示了不同癌癥發(fā)生的生物學(xué)機(jī)制,以及如何有效治療癌癥。
發(fā)表在Nature Genetics雜志上的一篇研究報(bào)告中,研究者Getz及其同事報(bào)道了他們對(duì)大約300個(gè)尿路上皮腫瘤的深度分析結(jié)果,尿路上皮腫瘤是一種膀胱癌,其每年影響著接近15萬人的健康;文章中研究者揭示了一種已知DNA修復(fù)過程—核苷切除修復(fù)的新型角色,同時(shí)研究者還闡明了煙草在癌癥發(fā)生中的基因組證據(jù)。
【10】PNAS:癌癥基因組的“暗物質(zhì)”或可誘發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)
doi:10.1073/pnas.1517584112
近日,一項(xiàng)刊登在雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究論文中,來自美國西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院(Icahn School of Medicine)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn),癌細(xì)胞中的一類非編碼RNA分子可以刺激引發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng),這類非編碼RNA分子具有和病原體類似的特性,由于其在癌癥中可以表達(dá)并被放大,因此機(jī)體中所產(chǎn)生免疫反應(yīng)或許就會(huì)影響癌癥的發(fā)展。
這項(xiàng)研究開始于對(duì)基因組中暗物質(zhì)的研究,基因組的暗物質(zhì)是一類衛(wèi)星DNA,其可以產(chǎn)生大量的非編碼RNA(ncRNA),這類RNA分子并不會(huì)產(chǎn)生蛋白質(zhì),但卻具有重要的調(diào)節(jié)作用;Benjamin Greenbaum博士指出,我們?cè)谌祟惡托∈蟮陌┘?xì)胞中發(fā)現(xiàn)了大量的ncRNAs,這些RNA分子存在于機(jī)體的垃圾DNA區(qū)域,在過去5年里,科學(xué)家們慢慢開始研究發(fā)現(xiàn)ncRNAs或許也具有重要的作用。
癌癥似乎可以利用這些ncRNAs來刺激機(jī)體免疫反應(yīng),從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和生存,但研究者目前并不知道ncRNAs的具體功能;未來研究中或許會(huì)對(duì)這類分子進(jìn)行定義,認(rèn)為其可以幫助癌癥發(fā)展,當(dāng)然ncRNAs分子也可以被靶向作用來抑制其它分子或者利用ncRNAs作為標(biāo)志物來理解癌癥的進(jìn)展。