甲状腺乳头状癌细胞线粒体DNA D 环区的突变
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ective To analyze the somatic mutations in the D—loop of mtDNA and further
evaluate the possibility of mitochondrial genetic instability in thyroid papillary carcinoma. M ethods
合酶所必需的蛋 白质亚单位 ,涉及线粒体蛋 白质合
基金项 目:国家 自然科学基 金资 助项 目(30371236) 作 者 单 位 :200032 上海 ,复 旦 大 学 附 属 肿 瘤 医 院 头 颈外 科 (孙团起 、吴 毅、嵇庆海 、王卓 颖 );复旦大 学上 海医学 院流行病 学教 研室(边建 超)
carcinoma.
【Key words】 Thyroid neoplasms; Carcinoma,papillary; DNA,mitochondrial; Mutation;
Polymorphism,single nucleotide
D 肿瘤发生机制的研究长期以来主要集 中在核内
DNA变化 ,但近几年来 ,作 为哺乳 动物细胞 中惟一
D 理医师的指导下避开钙化和胶原化 区域取其癌细胞
丰 富部位 (癌 细 胞 比例 大 于 70% )。外 周 静 脉 血 用
D 于提取 淋 巴细胞 。 C 二 、mtDNA提取
细胞 ,则定 义 为突变 。为 除外组 织 特异性 多态 ,这种 突变也不出现在癌旁正常甲状腺组织。为除外 系统 误差 ,对 存 在 mtDNA突 变 的 区域 重 新 进 行 PCR 反 应和 DNA测序 ,进一步验证 ,m 。多态性出现频率 计 算公 式为 :
D 列 进行 比对 。如果序列变化 同时出现在癌组织 D 和外 周 淋 巴 细 胞 ,称 之 为 多 态 性 ,在 数 据 库
(MITOMAP、mtDB和 GenBank)没 有 记 录 的 称 为 新
C 的多态性 ;如果这种序列变化没有 出现在外周 淋巴
女 23例 (UICC 2002 临 床 分 期 :I期 28例 ,Ⅱ期 3例 ,Ⅲ期 3例 ,Ⅳ期 1例 )。癌组 织和癌旁正常组 织均经病理证实后立 即液氮冷冻 ,其 中癌组织在病
HVR.II区 (63~322) 。
dNTPS,10 mmol/L),5 U/I.zL 的 TaqDNA 聚 合 酶
甲状腺癌虽然 只 占所有恶性肿瘤 的 1% ,但却 1 ILL和 5 L 的 mtDNA。 PCR 仪 (GeneAmp PCR
是最常见的内分泌系统 肿瘤 ,近年来世界范围内其 发病有逐渐增加趋势 ,乳头状癌是 其最常见的病理 类 型 (占 85% ) 。本 研 究 通 过 对 35例 甲状 腺 乳 头状 癌标本 及外 周血 淋 巴细 胞先 抽 提 mtDNA,再 行 PCR产 物直 接 测 序 的 方 法 对 D环 中 的 HVR—I和 HVR.II区进行检测 ,探讨 mtDNA 的多态性和突变 与中 国汉 族人 甲状 腺乳 头状 癌发 生 的关 系。
成 的 2个 rRNA和 22个 tRNA;它 的非 编 码 区 D环 (D.1oop)区 ,主要 控制 mtDNA的复 制 和转 录 J。 由 于 mtDNA缺乏 组蛋 白的保 护 和有效 的 DNA损 伤修 复系统 ,加上对放射损伤和氧损伤的高度易感性 ,使
通 讯 作 者 :吴 毅 ,Email:ywu@ rddb.shanghai.gov.cn
this mutation rate was lower than the reported rate of alteration in tum ors of epithelial or igin. and fur ther
C work is required to elucidate the relationship between this m utations and the development of thyroid papillar y
孙 团起 吴毅 嵇 庆 海 边 建超 王 卓颖
【摘要 】 目的 研究线粒 体 DNA D环 (D—loop)区在 甲状 腺乳 头状癌 中的 突变情况 。方法 对 35例 甲状腺乳 头状癌 患者的癌组织 和外周 血淋 巴细胞抽 提线粒 体 DNA,再 行 PCR产物直 接测序 的 方法对线粒体 D环 区的两个高变 区(HVR—I和 HVR一Ⅱ)进行突变检测 。结果 在 35例 甲状腺乳 头 状癌患者 中有 2例发 现突变 ,突变率 为 5.7% 。突变位点 5个 ,都 在 HVR一11区 ,均 为同质性 突变 ,其 中 2个属于微卫星不稳 定 ,其余 3个属于碱基替 代突变。研究 同时发 现 2个 尚未报 道的新 的多态 位 点(nt324:c—G,nt16092: A)。结论 与其他上皮 来源肿瘤 相 比 ,线 粒体 DNA D环区在 甲状腺 乳
system 9700,美 国 )反应 的循 环 参 数 为 :起 始 变 性 温 度 94℃ ,4 min;以下 过程 进行 35个循 环 :变 性 温度 94℃ ,30 S;退火温度 55℃,30 S;延伸温度 72℃,
D 30 S。最后延 伸 温度 72℃ ,7 min。取 1 I.zL的 PCR
组织中都存在着高频率 的 mtDNA突变 ,而这些突变 包 括 10 i ̄mol/L的两 种 引 物各 2 ILL,5 的 10×
主要集 中在 mtDNA的 D环区 (16024~576),尤其 PCR缓 冲液 ,25 mmol/L的 MgC12溶 液 3 ILL,2 ILL
是 其 两 个 高 变 区 :HVR.I区 (16024 ~16324)和 的三磷 酸 脱氧 核苷 (deoxynucleotide triphosphates,
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782
生 O月第 41卷第 1O期 Chin J Otorhinolarvngol Head Neck Su .0ct0her 2006.V01 41.N0.10
实 验 研 究
甲状 腺 乳 头 状 癌 细 胞 线 粒 体 DNA D环 区 的突变
CDD
头状 癌中的突变率 不高 ,其与 甲状腺乳 头状 癌发 生的关系仍有待于进一 步研究 。
【关键词】 甲状腺肿瘤 ; 癌 ,乳 头状 ; DNA,线粒体 ; 突变 ; 多态性 ,单核苷酸
D Somatic mutations of m itochondrial DNA in thyroid papillary carcinom a SUN Tuan—qi
液 中 ,离心 分层 去 除细 胞 核 ,然 后 裂解 线粒 体 膜 ,再
D 通过相分离技术和 Silica膜选择性 吸附 DNA的原 C 理获取高纯度的 mtDNA。由于纯化 的 mtDNA非 常
结 果
本 组测 序结果 与 剑桥序 列 比对后 ,在 35例 甲状 腺乳头状癌患者中共发现了 294个多态性改变 ,其 中在 HVR.I区域 (包 含 301个 碱 基 )发 现 多 态性 改 变 119个 ,1个 标 本 中最 少 发 现 1个 ,最 多 发 现 5个 ,多态性发 生频 率 为 1.13% ;HVR.II区域 (包 含
detected,292 were previously recorded polymorphisms,whereas 2 were new polymorphisms(nt324:C—}G,
D nt16092:T—}A).Conclusions Mutations in the D.1oop of mtDNA were found in thyroid papillary cancers.
Hypervariable regions(HVR—I and HVR·11) in the D·loop of mtDNA from the specimen of 35 thyroid
papillar y cancers and matched lymphocytes were amplified by PCR, and then were sequenced. Results Compar ing the sequences of tumors to those of matched lymphocytes and norm al thyroid tissues,5 somatic
资 料 与方法
一 、 病 例来 源 采 集 2004年 1至 5月 间 在复 旦 大学 附属 肿 瘤 医院头 颈外 科 手 术 切 除 的 甲状 腺 乳 头 状 癌 标本 35 例 ,同时 收取 同一 患 者 癌 旁 正 常 甲状 腺组 织 (距 离 肿瘤 组织 1 cm)和 2 ml静 脉 血 。本 组 患 者 均 为汉 族 ,年龄 16~72岁 ,中位 年龄 39岁 ;其中男 12例 ,
得 mtDNA损伤 后 突变 率 比核 内 DNA 高达 10—100
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2006年 10月第 41卷第 1
』Q !
倍 ]。最 近 的研 究 已经 表 明 ,在 很 多上 皮来 源 肿 瘤 TACCGC.3 (410 31),PCR的反 应 体 系 为 50 L,
受 到重 视 。1981年 Anderson等 … 在 Nature杂 志上 由基形 成 、凋亡 等重 要功 能 ,其功 能 障碍是 肿瘤 细胞
首次 发表 了人类 mtDNA基 因组 的全 核苷 酸 序 列 、结 的重要 特征 。mtDNA为 包含 有 16 569 bp的双链 闭
构及 功 能 。随着对 mtDNA研究 的不 断进 展 ,人们 发 环 结构 ,它 编码 37个 基 因 ,包括 13个 呼吸链 和 ATP
mutations in 2 patients(5.7% )were found.Two mutations were inser tions of C in a poly—cytidine(nt303)
D microsatellite,and 3 at positions 73,152 and 194 in HVR一11. In addition.of the 294 genetic variants
D 存在 的核外遗传物质 的线粒体 DNA(mitochondrial C DNA,简称 mtDNA)在肿瘤 发生 中的作 用正在 日益
现 mtDNA结构和功能的改变不仅和神经肌肉病变、 帕金森病 、衰老等有关 ,而且在肿瘤发生过程中也发 挥着 重要 作 用 。
线粒体位于细胞质内,涉及人体能量代谢 、氧 自
,
,
Q 一hai,BIAN Jian—chao,WANG Zhuo·ying. Department of Head Neck Surgery,Fudan University,
Shanghai 200032, China
D Corresponding author:WU Yi,EmaiZ:ywu@ rddb.shanghai.gov.cn
多 态性 出现频率 (%)=
x100%
为避免 核 内拟 基 因 (pseudogene)的干 扰 ,提 高 PCR扩增 的效率和特异性 ,采用线粒体 DNA纯化试 剂盒 (V.gene biotechnology limited,美 国 )。先 通 过
D 较温和的裂解液破坏细胞 质膜 ,将线粒体释放到溶
产物在 2%的琼脂糖凝胶上 电泳 ,确认所测 片段成
D 功扩 增后 ,用 EZ Spin Column纯化 试剂 盒 对 PCR产 C 物 进行 纯化 。
四 、测序 在 ABIprism3730测序仪上,采用双脱氧四色荧 光 染料 标记 法 原 理 对 PCR产 物 自动 测 序 。将 所 测 D 环 区 的 HVR.I和 HVR.II片 段 序 列 与 剑 桥 序
evaluate the possibility of mitochondrial genetic instability in thyroid papillary carcinoma. M ethods
合酶所必需的蛋 白质亚单位 ,涉及线粒体蛋 白质合
基金项 目:国家 自然科学基 金资 助项 目(30371236) 作 者 单 位 :200032 上海 ,复 旦 大 学 附 属 肿 瘤 医 院 头 颈外 科 (孙团起 、吴 毅、嵇庆海 、王卓 颖 );复旦大 学上 海医学 院流行病 学教 研室(边建 超)
carcinoma.
【Key words】 Thyroid neoplasms; Carcinoma,papillary; DNA,mitochondrial; Mutation;
Polymorphism,single nucleotide
D 肿瘤发生机制的研究长期以来主要集 中在核内
DNA变化 ,但近几年来 ,作 为哺乳 动物细胞 中惟一
D 理医师的指导下避开钙化和胶原化 区域取其癌细胞
丰 富部位 (癌 细 胞 比例 大 于 70% )。外 周 静 脉 血 用
D 于提取 淋 巴细胞 。 C 二 、mtDNA提取
细胞 ,则定 义 为突变 。为 除外组 织 特异性 多态 ,这种 突变也不出现在癌旁正常甲状腺组织。为除外 系统 误差 ,对 存 在 mtDNA突 变 的 区域 重 新 进 行 PCR 反 应和 DNA测序 ,进一步验证 ,m 。多态性出现频率 计 算公 式为 :
D 列 进行 比对 。如果序列变化 同时出现在癌组织 D 和外 周 淋 巴 细 胞 ,称 之 为 多 态 性 ,在 数 据 库
(MITOMAP、mtDB和 GenBank)没 有 记 录 的 称 为 新
C 的多态性 ;如果这种序列变化没有 出现在外周 淋巴
女 23例 (UICC 2002 临 床 分 期 :I期 28例 ,Ⅱ期 3例 ,Ⅲ期 3例 ,Ⅳ期 1例 )。癌组 织和癌旁正常组 织均经病理证实后立 即液氮冷冻 ,其 中癌组织在病
HVR.II区 (63~322) 。
dNTPS,10 mmol/L),5 U/I.zL 的 TaqDNA 聚 合 酶
甲状腺癌虽然 只 占所有恶性肿瘤 的 1% ,但却 1 ILL和 5 L 的 mtDNA。 PCR 仪 (GeneAmp PCR
是最常见的内分泌系统 肿瘤 ,近年来世界范围内其 发病有逐渐增加趋势 ,乳头状癌是 其最常见的病理 类 型 (占 85% ) 。本 研 究 通 过 对 35例 甲状 腺 乳 头状 癌标本 及外 周血 淋 巴细 胞先 抽 提 mtDNA,再 行 PCR产 物直 接 测 序 的 方 法 对 D环 中 的 HVR—I和 HVR.II区进行检测 ,探讨 mtDNA 的多态性和突变 与中 国汉 族人 甲状 腺乳 头状 癌发 生 的关 系。
成 的 2个 rRNA和 22个 tRNA;它 的非 编 码 区 D环 (D.1oop)区 ,主要 控制 mtDNA的复 制 和转 录 J。 由 于 mtDNA缺乏 组蛋 白的保 护 和有效 的 DNA损 伤修 复系统 ,加上对放射损伤和氧损伤的高度易感性 ,使
通 讯 作 者 :吴 毅 ,Email:ywu@ rddb.shanghai.gov.cn
this mutation rate was lower than the reported rate of alteration in tum ors of epithelial or igin. and fur ther
C work is required to elucidate the relationship between this m utations and the development of thyroid papillar y
孙 团起 吴毅 嵇 庆 海 边 建超 王 卓颖
【摘要 】 目的 研究线粒 体 DNA D环 (D—loop)区在 甲状 腺乳 头状癌 中的 突变情况 。方法 对 35例 甲状腺乳 头状癌 患者的癌组织 和外周 血淋 巴细胞抽 提线粒 体 DNA,再 行 PCR产物直 接测序 的 方法对线粒体 D环 区的两个高变 区(HVR—I和 HVR一Ⅱ)进行突变检测 。结果 在 35例 甲状腺乳 头 状癌患者 中有 2例发 现突变 ,突变率 为 5.7% 。突变位点 5个 ,都 在 HVR一11区 ,均 为同质性 突变 ,其 中 2个属于微卫星不稳 定 ,其余 3个属于碱基替 代突变。研究 同时发 现 2个 尚未报 道的新 的多态 位 点(nt324:c—G,nt16092: A)。结论 与其他上皮 来源肿瘤 相 比 ,线 粒体 DNA D环区在 甲状腺 乳
system 9700,美 国 )反应 的循 环 参 数 为 :起 始 变 性 温 度 94℃ ,4 min;以下 过程 进行 35个循 环 :变 性 温度 94℃ ,30 S;退火温度 55℃,30 S;延伸温度 72℃,
D 30 S。最后延 伸 温度 72℃ ,7 min。取 1 I.zL的 PCR
组织中都存在着高频率 的 mtDNA突变 ,而这些突变 包 括 10 i ̄mol/L的两 种 引 物各 2 ILL,5 的 10×
主要集 中在 mtDNA的 D环区 (16024~576),尤其 PCR缓 冲液 ,25 mmol/L的 MgC12溶 液 3 ILL,2 ILL
是 其 两 个 高 变 区 :HVR.I区 (16024 ~16324)和 的三磷 酸 脱氧 核苷 (deoxynucleotide triphosphates,
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甲状 腺 乳 头 状 癌 细 胞 线 粒 体 DNA D环 区 的突变
CDD
头状 癌中的突变率 不高 ,其与 甲状腺乳 头状 癌发 生的关系仍有待于进一 步研究 。
【关键词】 甲状腺肿瘤 ; 癌 ,乳 头状 ; DNA,线粒体 ; 突变 ; 多态性 ,单核苷酸
D Somatic mutations of m itochondrial DNA in thyroid papillary carcinom a SUN Tuan—qi
液 中 ,离心 分层 去 除细 胞 核 ,然 后 裂解 线粒 体 膜 ,再
D 通过相分离技术和 Silica膜选择性 吸附 DNA的原 C 理获取高纯度的 mtDNA。由于纯化 的 mtDNA非 常
结 果
本 组测 序结果 与 剑桥序 列 比对后 ,在 35例 甲状 腺乳头状癌患者中共发现了 294个多态性改变 ,其 中在 HVR.I区域 (包 含 301个 碱 基 )发 现 多 态性 改 变 119个 ,1个 标 本 中最 少 发 现 1个 ,最 多 发 现 5个 ,多态性发 生频 率 为 1.13% ;HVR.II区域 (包 含
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Hypervariable regions(HVR—I and HVR·11) in the D·loop of mtDNA from the specimen of 35 thyroid
papillar y cancers and matched lymphocytes were amplified by PCR, and then were sequenced. Results Compar ing the sequences of tumors to those of matched lymphocytes and norm al thyroid tissues,5 somatic
资 料 与方法
一 、 病 例来 源 采 集 2004年 1至 5月 间 在复 旦 大学 附属 肿 瘤 医院头 颈外 科 手 术 切 除 的 甲状 腺 乳 头 状 癌 标本 35 例 ,同时 收取 同一 患 者 癌 旁 正 常 甲状 腺组 织 (距 离 肿瘤 组织 1 cm)和 2 ml静 脉 血 。本 组 患 者 均 为汉 族 ,年龄 16~72岁 ,中位 年龄 39岁 ;其中男 12例 ,
得 mtDNA损伤 后 突变 率 比核 内 DNA 高达 10—100
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2006年 10月第 41卷第 1
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受 到重 视 。1981年 Anderson等 … 在 Nature杂 志上 由基形 成 、凋亡 等重 要功 能 ,其功 能 障碍是 肿瘤 细胞
首次 发表 了人类 mtDNA基 因组 的全 核苷 酸 序 列 、结 的重要 特征 。mtDNA为 包含 有 16 569 bp的双链 闭
构及 功 能 。随着对 mtDNA研究 的不 断进 展 ,人们 发 环 结构 ,它 编码 37个 基 因 ,包括 13个 呼吸链 和 ATP
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D microsatellite,and 3 at positions 73,152 and 194 in HVR一11. In addition.of the 294 genetic variants
D 存在 的核外遗传物质 的线粒体 DNA(mitochondrial C DNA,简称 mtDNA)在肿瘤 发生 中的作 用正在 日益
现 mtDNA结构和功能的改变不仅和神经肌肉病变、 帕金森病 、衰老等有关 ,而且在肿瘤发生过程中也发 挥着 重要 作 用 。
线粒体位于细胞质内,涉及人体能量代谢 、氧 自
,
,
Q 一hai,BIAN Jian—chao,WANG Zhuo·ying. Department of Head Neck Surgery,Fudan University,
Shanghai 200032, China
D Corresponding author:WU Yi,EmaiZ:ywu@ rddb.shanghai.gov.cn
多 态性 出现频率 (%)=
x100%
为避免 核 内拟 基 因 (pseudogene)的干 扰 ,提 高 PCR扩增 的效率和特异性 ,采用线粒体 DNA纯化试 剂盒 (V.gene biotechnology limited,美 国 )。先 通 过
D 较温和的裂解液破坏细胞 质膜 ,将线粒体释放到溶
产物在 2%的琼脂糖凝胶上 电泳 ,确认所测 片段成
D 功扩 增后 ,用 EZ Spin Column纯化 试剂 盒 对 PCR产 C 物 进行 纯化 。
四 、测序 在 ABIprism3730测序仪上,采用双脱氧四色荧 光 染料 标记 法 原 理 对 PCR产 物 自动 测 序 。将 所 测 D 环 区 的 HVR.I和 HVR.II片 段 序 列 与 剑 桥 序