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测序与芯片定位葡萄膜黑色素瘤关键基因

日期:2013-08-15 00:00:00

英法两国的研究人员通过测序和芯片分析,发现了与葡萄膜黑色素瘤选择性剪接相关的SF3B1突变。这一突变与预后良好相关,有望引导疾病的临床管理。这项研究成果于近日发表在《Cancer Discovery》(2012年影响因子:10.143)上。

葡萄膜黑色素瘤(uveal melanoma)是成年人眼内常见的恶性肿瘤,在国外发病率居眼内肿瘤首位,在国内则仅次于视网膜母细胞瘤居第二位。原发性葡萄膜黑色素瘤可通过手术或放疗而治愈,但转移性疾病却难以治疗。根据基因表达谱的分析,葡萄膜黑色素瘤可被分为两类,1类肿瘤的转移风险低,而2类肿瘤具有高度转移性,且特点为3 号染色体单体型或8号染色体q臂物质的获得。

最近,葡萄膜黑色素瘤的外显子组测序确定了EIF1AX和SF3B1中的频发突变,这主要是在低度恶性肿瘤中。SF3B1编码了剪接体中的一个组分,其突变也发生在血液癌、乳腺癌和胰腺癌中。SF3B1突变体与慢性淋巴细胞白血病中的基因剪接差异相关,但在葡萄膜黑色素瘤中的异常剪接还未见报道。

为了深入研究葡萄膜黑色素瘤的遗传学,英国曼彻斯特癌症研究所等机构的研究人员对12个原发性葡萄膜黑色素瘤样本开展了SNP芯片分析、全基因组测序和RNA测序(RNA-seq)。他们没有观察到紫外线照射的DNA损伤特征,却在3个样本中发现了SF3B1 的突变,并在105个扩展队列中检测到15个SF3B1突变。

SF3B1编码了剪接体中的一个组分——剪接因子3b的亚基1。为了评估SF3B1突变对葡萄膜黑色素瘤转录本的影响,研究人员将3个SF3B1突变肿瘤与3个SF3B1野生型肿瘤与Affymetrix的人全转录组基因表达芯片(Human Transcriptome Array 2.0,HTA2)进行杂交。这款芯片是Affymetrix的新产品,可以在全转录组水平分析基因表达变化(包括基因水平、外显子水平和可变剪切水平)。

在这项研究中,研究人员选择HTA2.0全转录组芯片,而非RNA-Seq研究转录组的变化。他们认为,这款芯片的好处在于,利用外显子以及外显子连接处的探针突出了剪接的RNA异构体,实现了选择性剪接的检测分析。

通过SF3B1突变肿瘤与野生型肿瘤的比较,研究人员发现,325个基因的表达存在差异,其中46个基因上调,279个基因下调。然而,差异表达基因的基因本体和通路分析并没有预测到任何有意义的数据。但剪接水平的分析预测到130个基因,其中至少包含一个差异调控的外显子和/或剪接模式。

再结合RNA-seq的数据,他们发现,SF3B1的突变与蛋白编码基因ABCC5和UQCC及长链非编码RNA CRNDE的选择性剪接相关。这些基因涉及到可变末端外显子使用、内含子保留和隐蔽剪接。

最后,为了验证他们的结果,他们在74例独立的葡萄膜黑色素瘤中通过qRT-PCR验证了8个基因(GUSBP11、UQCC、ANKHD1、GAS8、F8、ADAM12、CRNDE和ABCC5)的选择性剪接。这74例包括58例SF3B1野生型和16例SF3B1突变型。HTA2.0芯片上找到的8个选择性剪接都在定量PCR中得到验证,而之前的RNA-Seq分析只找到6个。

编辑认为,SF3B1突变在~15%的病例中发现,并且与预后良好相关联,这有望引导疾病的临床管理。此外,今后还需要进一步的研究来了解选择性剪接事件如何影响疾病的发展。

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