研究背景:
结直肠癌是全世界第三大最常见癌症,也是西方国家癌症死亡的第二大原因。在以往的研究中发现APC,MUTYH等基因的遗传突变能够解释部分的遗传性结直肠癌,而大部分表现出家族遗传性的结直肠癌患者却无法找出病因。今天,小编给大家解读一篇以高外显性基因突变为切入点研究结直肠癌遗传机制的经典文章。
科学问题:
一些罕见的,具有高外显性的新的基因的突变可能对某些家族性遗传的结直肠癌的病例有潜在的贡献。
研究方法:
取样:
一:29个家族中43个结直肠癌患者样本[外周血样本和组织FFPE样本],患者在已知的遗传性结直肠癌基因中没有突变,患者家系应具备以下条件:
1:患者有两到三个家属患有结直肠癌;
2:患者家庭中存在两个或两个以上连续影响的世代;
3:至少有一个结直肠癌病例是在60岁之前确诊的;
二:结直肠癌患者三个或更多的家属样本[外周血样本]
测序:
全外显子测序(Agilent SureSelectXT Human All Exon V4 kit; 锐博生物使用V6版本)
测序平台:Hiseq2000(PE 2x75)(锐博生物使用Hiseq3500 PE2X150)
测序深度:未知
分析:
一:通过生物信息学处理之后,挑选出一群公认的功能缺失以及坐落在与癌症相关基因的罕见变异(突变频率在0-0.1%);
二:挑选出之前在遗传性结直肠癌基因相关或者与之前结直肠癌的GWAS的研究附近的变异;
文章亮点:
一:严格的家系筛选,患病个体的家系调查背景十分详细;
二:特异的筛选思路,找寻比较低频的突变位点去分类结直肠癌家系;
三:完整的外部数据库,不仅是用疾病常用数据库,也调用了癌症常用数据库;
具体分析过程:
一:全外显子测序的生物信息学分析策略:

Fig 1:得到测序结果之后,经过生物信息学基本分析之后,得到大量变异之后,进行过滤,过滤过程如图所示,最后得到28个候选的突变
二:通过Sanger测序验证二代结果:

Figure 2:通过第一代Sanger测序的“金标准”验证了全外显子中找到的突变位点
三:回归到家系中,不同突变不同家系的分布情况:

Figure 3 FAM3,h458家系中不同突变基因的分布情况
四:GO与KEGG分析,发现突变位点集中通路

Figure 4 :GO,KEGG分析可得候选突变集中在DNA修复以及细胞周期等通路
研究结论:
以上研究得到28个候选的变异,并通过Sanger测序之后得到验证。正确的家族偏析和体细胞突变的分类得到最令人关注的变异发生在CDKN1B、 XRCC4、EPHX1、NFKBIZ、SMARCA4和BARD1当中。本研究鉴定出新的潜在结直肠癌症易感性的突变,突变基因涉及DNA修复以及细胞 周期等通路,支持了这些突变参与了生殖细胞的易感性到肿瘤细胞转变。
原 文:Esteban-Jurado C, Vila-Casadesús M, Garre P, et al. Whole-exome sequencing identifies rare pathogenic variants in new predisposition genes for familial colorectal cancer[J]. Genetics in Medicine, 2014.
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