甲状腺乳头状癌新驱动基因 lncRNA GAS8-AS1 和 LPAR4 的研究

2017-01-13    编辑:诺禾致源

研究背景

甲状腺癌是最常见的内分泌恶性肿瘤,每十万个中国人平均6.6人患病,
其中80%的甲状腺癌为甲状腺乳头状癌(Papillary thyroid carcinoma, PTC)。
病因有家族遗传、电离辐射和甲状腺结节性疾病等,其中家族遗传为主要致病因素。
通过分析402例PTC患者,TCGA(Cancer Genome Atlas, TCGA)发现
BRAF基因和RAS家族基因突变是甲状腺乳头状癌主要的驱动突变。
但在中国大陆,PTC相关的致病突变尚不清楚。

流程方法

  • PTC患者,肿瘤组织+外周血,402对样本(发现阶段:91对;验证阶段:311对)
  • Agilent SureSelect人外显子捕获试剂盒捕获建库
  • Illumina HiSeq
    2000 PE100
  • 1. 体细胞变异检测
    2. NMF突变特征和突变频谱分析
    3. 高频突变基因统计及通路富集分析

研究结果

1. NMF突变频谱以及突变特征分析

共发现了1672个Somatic突变。突变频谱分析显示C>T/G>A突变频率最高,占全部突变的43.3%。突变特征分析显示Signature A突变特征中NpCpG三核苷酸突变类型也以C>T/G>A 的突变占比最大。


2. 高频突变基因

通过MuSiC过滤分析,共发现10个高频突变基因, BRAF突变频率最高,59%(237/402)的患者携带BRAF V600E 突变。lncRNA GAS8-AS1 基因突变频率次之。所有GAS8-AS1 突变中,c.713A>G/714T>C突变占比最高,达89.1%。LPAR4 基因突变频率也较高。(图1)


图1 癌症体细胞全景突变图

3. 验证驱动基因

通过细胞实验,验证lncRNA GAS8-AS1 基因以及LPAR4 基因是PTC新的驱动基因。野生型的lncRNA GAS8-AS1 基因能够有效抑制癌细胞的生长(图2)。野生型的LPAR41 基因能有效促进癌细胞的生长,而转染突变型LPAR41 基因的细胞与转染野生型的细胞相比,细胞活力更强(图3)。


图2 野生型及突变型lncRNA GAS8-AS1 基因对癌细胞的抑制作用

图3 野生型及突变型LPAR4基因对癌细胞的激活作用

4. 通路富集分析

通过细胞实验,验证lncRNA KEGG通路富集发现,甲状腺癌通路是最显著的突变通路。另外,69.2%(63/91)的PTC患者在BRAF 关联的通路中存在影响蛋白功能的突变。SHC2, SHC3, CACNA1C 等基因只存在一次突变。通路中也包含一些非常著名的抑癌基因,如NRAS、EGFR以及 SHC3等。