表观遗传甲基化.doc

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1、TCF21和PCDH17甲基化，一个新的同时检测泌尿系统癌症的生物标志物组合癌症表观遗传学群体;遗传癌症组;葡萄牙肿瘤学研究所的研究中心;部门遗传学、病理学和泌尿外科;葡萄牙肿瘤学Porto学院;葡萄牙波尔图大学的病理学和分子免疫学实验室以及生物医学科学研究所和癌症预防部门（癌症研究所）的阿贝尔萨拉萨尔；挪威radium医院;挪威奥斯陆大学的奥斯陆大学医院癌症生物医学中心。关键词：泌尿系肿瘤；早期发现；DNA甲基化；尿液检测如果早期发现，泌尿系的三大肿瘤是可以手术治愈的。我们旨在验证新的DNA甲基化生物标记

2、物与这三种泌尿系肿瘤的关系，从而成为潜在的非侵入性检查。在评估药物细胞和组织样本后，我们创造了一组基因表达的目的基因系列，2个目的基因被用来做进一步研究。在12个癌症细胞株和318份临床病理样本中量化这些基因的甲基化水平。PCDH17和TCF21甲基化水平在膀胱癌、肾癌以及前列腺癌中的敏感度分别为：92%，67%和96%。甲基化水平在这些癌症个体中的差异性很大，显示了83%的敏感度和100%的特异性。引言泌尿生殖器癌症，主要是前列腺癌，膀胱癌，和肾肿瘤，包括了异构体恶性肿瘤中显著的发病率和死亡率。总体而言，

3、据估计前列腺，膀胱和肾脏肿瘤全球确诊2008年1571483新病例是，代表人类第二个恶性肿瘤系统，仅次于肺癌。2010年，在美国，泌尿系统癌症患者构成恶性肿瘤的最常见和最致命的肿瘤系统，约总计59770人死亡。该系统肿瘤在西方世界不断上升，这些癌症发病率表明泌尿生殖系统肿瘤将继续成为未来一个显著造成人类健康的负担。然而如果及早发现，这些癌症是可以大部分通过手术切除是可以治愈的，但由于在早期缺乏具体的准确的特异性临床表现，只有通过影像学以及穿刺活检以区别良性疾病，这就为我们提出了一个真正的挑战。此外，对于一些

4、高危人群的健康筛查（例如老年男性、吸烟史、职业性因素长期接触致癌物质等人群），提供一些非侵入性健康筛查方法，为早期检测成为可能，这些检测具有显著的临床意义。癌症的发展及细胞的克隆演变是由遗传及后天共同影响的，这些细微的变化可以在早期从体液及组织活检中发现。这些变化早期即可在分子水平上存在，因此是可能被检测到，在肿瘤通过尿细胞学检查、膀胱镜、影像学检查以及常规病理组织活检被确诊。可能肿瘤仅仅在器官的某一小部分团块中发生。大量的基因甲基化在肿瘤中被报道：膀胱肿瘤（SOX9,RARB,GSTP1，MGMT,ARF

5、,CDKN2A;敏感性约56-95%；特异性约71-100%），肾肿瘤（PTGS2，RASSF1A,RARB,敏感性为31-77%，特异性为75-91%），前列腺癌（TFAP2E,HIST1H4K,GSTP1;敏感性为47-92%，特异性为76-100%），在这些潜在具有诊断意义的生物分子标记物中，一些具有较高的肿瘤特异性，例如前列腺癌的GSTP1，膀胱癌的TWIST1，NID2，GDF15，TMEFF2以及VIM基因。尽管候选基因在肾细胞癌中特异性甲基化明显缺乏。由于在尿液标本中肿瘤细胞缺乏的问题，因此有

6、限的DNA限定量仅仅可用于分子检测。因此那将是有利的确定一系列的基因甲基化水平，可以准确的早期检测泌尿系三大恶性肿瘤。然而，一些额外的基因系列甲基化水平减少他们的误差。非侵入性的尿液样本检测似乎是体液中的一个非常明智的选择并且可以别常规应用，以代替目前使用的常规检测方法，而这其中的有些基本上市不准确的、并且十分昂贵。在以前的研究中，我们已经使用外延的组合策略细胞系的遗传药治疗后的微阵列基于表达分析，并比较了重新表达的基因与那些被下调在rele-的原发性肿瘤相关患者组。通过严格的标准，我们能够选出在膀胱癌以及

7、大肠癌中出现甲基化的候选基因系列。在本研究中，我们将进一步使用基因甲基化检测方法检测膀胱癌、肾癌以及前列腺癌在组织以及尿液标本中的甲基化水平。结果鉴定出一系列在泌尿系肿瘤中甲基化的基因组。我们分析了泌尿系统不同的肿瘤之间未使用5-氮芥以及TSA处理过的芯片组，利用了对DNA脱甲基化的协同作用。系列基因中在所有泌尿系肿瘤中通过DNA甲基化检测检查发现肿瘤组织中的甲基化过度表达是正常组织的4倍。泌尿系肿瘤中甲基化位置存在于CpG岛及位于启动子区附近的转录起始位点。此外，以排除了一些已被标记的印迹基因和其他表达不

8、佳的基因。因此，第一组前20个基因被证明是对于泌尿系肿瘤较好的潜在候选基因（见表1），其中PCDH17以及TGF21被认为是同时在此三种肿瘤中表达的潜在的候选基因。新颖的启动子甲基化状态的亚硫酸氢盐测序候选基因。PCDH17启动子甲基化状态和TCF21通过在亚硫酸氢盐测序在未接受治疗的泌尿系肿瘤的细胞系中被证实（图1）。除了用于TCF21基因甲基化在LNCaP细胞中所分析的第一10CpG二核苷酸，利用封闭完全甲基