TCGA對膠質母細胞瘤腫瘤基因組的研究揭示了新的細節(jié)
癌癥基因組圖譜(TCGA)研究網絡的研究人員已經發(fā)現(xiàn)了關于常見類型腦癌中關鍵基因,蛋白質和通路的新細節(jié),今年將導致14,000人死亡。這些研究結果基于迄今為止對多形性膠質母細胞瘤(GBM)進行的最全面的基因組調查,可以更好地了解疾病的發(fā)展和生長,并最終了解新的治療方法和診斷目標。TCGA由國家人類基因組研究所和國家癌癥研究所共同資助和管理,兩者都是美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)的一部分。
迫切需要對GBM患者進行有效治療。預計2013年美國將有超過23,000例新的腦癌病例。大多數(shù)快速生長的GBM腫瘤患者在診斷后14個月內死亡。
“這項新研究為膠質母細胞瘤的分子改變提供了一個非常需要的綜合目錄,”主要作者Lynda Chin博士說,他是休斯頓德克薩斯大學安德森癌癥中心基因組醫(yī)學系主任,也是Broad的一名研究員。麻省理工學院和哈佛大學波士頓分校。“這些研究結果為將來如何開發(fā)更好,更適當?shù)陌邢蛩幬锾峁┝酥匾睦斫狻?rdquo; Chin博士及其合作者于2013年10月10日在Cell雜志上發(fā)表了他們的研究結果。
在目前的補充研究中,受到更新,更強大的DNA測序技術支持的科學家們檢查了近600 GBM樣本(比2008年增加了近400個)。他們發(fā)現(xiàn)了關于促進癌癥的基因突變的新細節(jié),稱為癌基因,以及其他可以預防癌癥的癌癥,稱為腫瘤抑制基因。此外,他們發(fā)現(xiàn)了酪氨酸激酶的復雜重排,酪氨酸激酶是重要的生長促進蛋白,是GBM和許多其他癌癥的潛在治療靶點。
他們發(fā)現(xiàn)了新的,顯著突變的基因,包括LZTR1 ,SPTA1,ATRX,KEL和QKI,并發(fā)現(xiàn)了一種與調節(jié)染色質修飾有關的基因突變模式。染色質是細胞核內DNA和蛋白質的組合,參與調節(jié)基因的表達方式。染色質重塑基因的突變 - 在所分析的GBM病例中超過40% - 也發(fā)現(xiàn)在其他類型的癌癥中,如子宮內膜,肝臟和胃癌。
研究人員還證實,已開發(fā)出針對其進行靶向治療的基因突變,如EGFR,BRAF和FGFR。EGFR變化特別普遍; 在所分析的GBM樣品中,57%的基因被改變。雖然研究人員仍希望開發(fā)基于EGFR突變的更有效的治療方法,但策略必須應對同一腫瘤中存在不同改變并可能影響藥物有效性的可能性。
研究人員還在TERT基因中發(fā)現(xiàn)了頻繁的點突變 - 或者在包含DNA的四個堿基中用一個堿基取代另一個堿基。TERT有助于產生端粒酶,從而防止染色體分解。
其他結果為GBM的增長和行為提供了新的見解。2008年TCGA GBM研究發(fā)現(xiàn)三種核心途徑的生物學相關改變。隨后的研究表明,各種類型的途徑改變的組合通常對不同的GBM亞型具有特異性。在這項研究中,研究人員表明,膠質母細胞瘤的生長是由大型信號網絡驅動的,這些網絡可能使腫瘤適應并抵抗目標分子治療。他們還表明,基因組改變不一定直接影響這種蛋白質信號傳導,挑戰(zhàn)了廣泛認為的抑制GBM中核心生物途徑的一部分可能與直接靶向突變基因相同的觀點。
美國國立衛(wèi)生研究院于2005年建立了TCGA,為25種不同類型的癌癥編制了一份關于非遺傳性基因組變化的綜合目錄。2008年GBM研究提供了一個概念驗證,系統(tǒng)基因組分析可以定義核心生物學途徑,證實以前較小的研究觀察結果并產生意想不到的見解。在第一次GBM研究開始時,只有206 GBM腫瘤樣本可用于分析,探測這些樣本的技術相對較為簡陋。
自TCGA首次發(fā)表關于GBM的出版物以來,基因組表征技術的進步已經改變了以更高分辨率和準確度表征基因改變的能力。例如,一種能夠一次讀取超過1億個DNA序列的測序技術現(xiàn)在是用于表征腫瘤的標準工具包的一部分。TCGA使用這些和更新的技術來描述其他八種腫瘤類型的改變情況。
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