乳腺癌全基因组甲基化差异分析与重要功能基因的临床验证

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1、乳腺癌全基因组甲基化差异分析与重要功能基因的临床验证MethylationAnalysisinBreastCancerBasedOnHigh·densityGenomicDNAMethyaltionChipsandClinicalVerificationofImportantFunctionalGenes课题来源：自选学位申请人导师姓名专业名称培养类型培养层次所在学院答辩委员会主席答辩委员会委员李少英罗荣城肿瘤学专业学位医学博士南方医科大学李金瀚教授肖长虹教授张为民教授康世均教授张军一教授曾波航教授方维意教授20

2、14年03月28日广州2博士学位论文乳腺癌全基因组甲基化差异分析与重要功能基因的临床验证博士研究生：李少英指导教师：罗荣城摘要总体研究目的和意义：根据国际抗癌协会的资料统计，乳腺癌是女性发病率较高的恶性肿瘤之一，约占23％，全世界每年约120万妇女患病，50万人死亡，发病率和死亡率居妇女各类恶性肿瘤之首，并以每年0．3％．8％的速度增长。在中国妇女乳腺癌的发病率呈上升趋势，成为危害女性健康的主要杀手，占女性恶性肿瘤的32％。据全国肿瘤登记中心收到的共计49个肿瘤登记地区上报的2006年恶性肿瘤登记资料显示，乳腺癌

3、作为中国女性发病率第一位的恶性肿瘤，其发病率为23．3／10万，死亡率也已上升到4．71／10万。目前国际认可的最常用的乳腺癌风险预测方法是Gail模型，然而其对散在乳腺癌预测精确度只有大约58．59％，而且对亚洲人的适用性仍未知。乳腺癌易感基因BRCAl和BRCA2突变与家族性乳腺癌密切相关，但只占5．10％的乳腺癌。近期的全基因组关联研究(GWASs)已经确定了基因多态性与乳腺癌风险相关，一组10个SNPs有59．7％的预测精确度。因此，已知乳腺癌的环境和遗传危险因素在预测一个妇女患病风险上是有限的。早期诊断

4、和早期治疗是提高乳腺癌患者生存率与生活质量的关键；然而目前用于乳腺癌早期诊断的手段主要是自我检查和影像学检查，这些手段有约30％的漏诊率。而且即便是I、II期乳腺癌仍有15％---25％最终会发生远处转移。因此，进一步明确乳腺癌发生发展的分子机制、寻找新的治疗靶点以及探索科学的综合治疗模式以提高早诊早治率，是乳腺癌研究的重要摘要内容。多年来人们一直在探索通过外周血检测肿瘤的最佳标志物，并试图通过这一便捷、易被医患双方所接收的方式达到肿瘤预警、早期诊断、监控病情、判断预后的目的，然而迄今尚无理想的结果。恶性肿瘤的发

5、生是环境与遗传因素作用下多阶段、多步骤、多基因异常累积的结果，其中最主要的环节是癌基因的激活和抑癌基因的失活。根据经典肿瘤发生的“二次打击理论”，认为抑癌基因的失活有两条途径，即基因内突变和染色质丢失。然而随着研究的深入，人们发现某些恶性肿瘤DNA序列完整，并未有突变、缺失，“二次打击理论”无法解释抑癌基因何以失活。这种用传统遗传学无法解析的现象，催生了与遗传学相对应的另一门新兴学科．一表观遗传学。DNA甲基化是一种重要的遗传外修饰，是表观遗传学的重要组成部分，是调节基因组功能的重要手段。DNA甲基化主要发生在G

6、／C含量丰富的CpG二核苷酸位点(CpG岛)，CpG岛对基因的表达起着调控作用，具有特殊的意义。在人类和多数哺乳动物，DNA甲基化仅影响DNA链上鸟嘌呤前的胞嘧啶。正常细胞DNA序列CpG位点约有70．80％发生了甲基化，而大多数CpG岛内CpG位点完全无甲基化。DNA甲基化在基因表达的调控中具有重要作用。近期研究直接分析了基因启动子的CpG岛甲基化，并与LOH或突变分析相结合，证实基因启动子高甲基化是抑癌基因失活的第三种机制，并且在某些情况下是抑癌基因失活的唯一机制，并参与多种肿瘤的发生、发展过程。如Yan等利

7、用外显子测序和甲基化芯片分析发现在急性单核细胞白血病中DNMT3A高突变率，且具有该突变的同时伴随有该基因DNA异常甲基化的出现，进一步验证了启动子甲基化在肿瘤研究中的重要地位。因此，大量关于启动子异常甲基化与乳腺癌相关性的研究随之开展。许多证据表明，DNA过甲基化是乳腺癌发生发展过程中的常见现象，且往往意味着乳腺癌关键基因表达的缺失，主要包括细胞周期控制基因、肿瘤易感性基因、肿瘤代谢酶基因和细胞粘附分子基因等。vanHoesel等认为启动子甲基化是乳腺癌发生的早期事件，具有细胞与组织异质性，甲基化表型可早于肿瘤

8、恶变的博士学位论文出现，MINTl7，MINT31，RARbeta2，RASSFlA基因甲基化可用于早期诊断及预测肿瘤的恶性程度。Xu等发现BRCAl基因甲基化的三阴乳腺癌患者预后好，且可用于预测此类患者的化疗敏感性。Aran和Hellman分析了转录增强子DNA甲基化与乳腺癌易感性的相关性。基因启动子异常甲基化不仅是多种癌症发生发展过程中重要的表观遗传改变，而且在标本量