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1、肿瘤基因组图谱及功能系统生物学张微,博士教授M.D.安德森肿瘤中心肿瘤基因中心实验室病理科主任The6thChineseConferenceonOncologyMay21-23,2010,Shanghai,China肿瘤的复杂性肿瘤的发病有很大的异质性,每个患者的起病原因各不相同肿瘤有遗传异质性缺陷肿瘤是多种遗传和分子遗传学改变的综合结果个性化用药靶向治疗人类基因组的复杂性30-40,000基因1-10百万计的单核苷酸多态性(SNPs)10-20百万计的蛋白质单个基因不同的mRNA剪接不同的蛋白质不同形式的蛋白质
2、修饰基因组学和蛋白质组学高通量和大范围地检测基因拷贝数、基因表达、基因甲基化和蛋白的表达进行信号处理及数据分析后发现其生物学意义DNARNASpliceVariantsChIP蛋白/DNA相互作用转录DNA复制DNA修复特定基因的剪接形式对下游翻译的影响GX转录的高灵敏度测量与基因组相关数据分析结果的相关性mRNA安捷伦科技生物芯片组合…CGH染色体畸变基因拷贝数拷贝数CH3甲基化模式下游转录的影响甲基化转录因子mRNA亚型miRNAmicroRNAs的显示敲除分析与转录数据分析结果的相关性RNA干扰什么是TCGA?肿
3、瘤基因组图谱(TCGA)计划.第一阶段为期三年,由美国国家癌症和肿瘤研究所(NCI)和国家人类基因组研究所(NHGRI)联合进行,预计耗资1亿美元,已经确定将先研究胶质母细胞瘤和卵巢癌的基因组图谱。第二阶段将包括另外25种人类好发的癌症类型TCGA使命:提高人们对癌症发病分子基础的科学认识及提高我们诊断、治疗和预防癌症的能力TCGA目标:完成一套完整的与所有癌症基因组改变相关的“图谱”TCGA实施分段示意图样本收集标准规范集中管理有效使用确定每个患者肿瘤相关基因的改变临床诊断、治疗和预防的转换研究信息挖掘整理并指导临床
4、应用12345Graphicscredit:TheWashingtonPost,December14,2005TCGA功能数据管理,生物信息学和计算分析(GDAC)整合分析数据科技发展改善技术和分析工具肿瘤基因组鉴定中心确定与肿瘤有关的基因鉴定相关癌基因基因组测序中心人类肿瘤样品库样品集中、编辑及分发到各个研究部门数据管理,生物信息学和计算分析中心肿瘤调控系统分析中心主任:IlyaShmulevich(系统生物学研究所);张微(M.D.安德森肿瘤中心)M.D.安德森肿瘤中心生物信息学研究员:DaYang,Yuexin
5、Liu主要研究肿瘤的预后指标、系统整合和功能验证拷贝数甲基化mRNA表达生物标记系统网络基因芯片预测分析高评分成对算法拷贝数改变的共显示贝叶斯网络肿瘤亚型不同剂量药物敏感的表达模式拷贝数改变区域的确定生存分型>3年生存期<3年生存期Top200pairs胶质母细胞瘤基因组图谱TheCancerGenomeAtlasResearchNetwork,Nature,2008通过基因突变的统计学分析表明原发性胶质母细胞瘤检测到8个基因发生突变,其中P53基因突变最常见TCGA.,“ComprehensiveGenomicCha
6、racterizationDefinesHumanGlioblastomaGenesAndCorePathways,”Nature,455(23),1061-1068,2008通过基因组和转录异常的分析发现新的可重复的局部改变,如涉及NF1、PARK2基因的纯合性缺失和AKT3基因的扩增TCGA.,“ComprehensiveGenomicCharacterizationDefinesHumanGlioblastomaGenesAndCorePathways,”Nature,455(23),1061-1068,2008
7、ILKPI3KIntegrinsRTKIGFBP2AKTPPTENPPPPPPPSurvivalGrowthMetabolismMigrationProliferationAkt细胞信号传导通路KinasedomainRDPH308473Akt1KinasedomainRDPH309474Akt2KinasedomainRDPH305472Akt3Chromosomelocation14q3219q131q44Homology75-84%90-95%73-79%Akt异构体AdaptedfromChengGZetal.
8、2008.Akt1/2/3在机体发育中的作用Akt1Akt2Akt3神经发育葡萄糖代谢平衡细胞生长血管形成出生后存活胚胎发育和存活体重和身高AdaptedfromGonzalezandMcGraw.CellCycle.2009.Akt异构体对肿瘤发生的不同作用DifferentialrolesofAkt1andAkt2inbrea