乳腺癌中比较基因组杂交研究的进展
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(收稿日期:2007旬3-29)
(本文编辑:常秀青)
乳腺癌中比较基因组杂交研究的进展
高玉霞牛昀 吕淑华
近年来,随着比较基因组杂交(comparative genomic hybridization,cGH)技术在研究肿瘤相关染色体异常方面的 应用…,已发现乳腺癌发生、发展不同时期存在非随机性染 色体基因组DNA拷贝数改变,而不同类型的肿瘤在基因组 异常方面又存在很大的异质性旧o;利用芯片.cGH技术的高 分辨率还能鉴别肿瘤的不同亚型口1。这些研究成果为进一 步探讨乳腺癌发病机制,为基因分Baidu Nhomakorabea提供了分子基础,也为 易感基因筛选提供了定位资料,进而指导基因治疗。
receptor nt_4 in ureal mela血ma. Invest 0phtllalmol Vis Sci, 2001,42(7):1422一1428.
[30]Laakkonen P,Porkka K,Hoff抽an JA,et a1.A tumor-homing p。ptide with a targeting speci6city related to lymphatic vessels. Nat Med,2002,8(7):75l彳55.
associated with poor survival in patiems wi山mesothelial sarcomas and alveolar rhabdomvosarcomas. Int J Oncol,2004,25(6): 1609.1614,
[27]Shirakawa K,wakasu西H,Heike Y,et aI.Vasculogenic mimicry and pseudo—comedo forInation in bI它ast caIlc盯. Int J CaI化er.
另外,经研究发现的不典型小叶增生和小叶原位癌共有 的基因组改变,如16q21一q23.1的共缺失等,可以解释在细 胞异常增生过程中小叶肿瘤的生成一一。
二、明确各种类型乳腺癌的染色体异常及其相关基因 cGH技术能快速、准确地分析各种类型乳腺癌相关基 因的扩增和缺失,提供了一个新的检测DNA拷贝数变化的 标尺。对于DcIs的研究证实了许多染色体异常,包括已被 熟知的1q、6q、8q、17q、19q、20q和xq的遗传物质获得以及 8p、13q、16q、17p和22q缺失,其中大部分与在IDc中所证 实的一致。Hwang等旧。的cGH研究在验证这一结论的同时 还有新发现,如8p缺失主要有两种形式:整臂缺失和部分区 域缺失。在纯DCIs中,8p缺失主要表现为整臂缺失,有 8p21一pter远端缺失的病例均显示8p11一p12的增益。还观察 到不同组织学分级的DcIs有不同的基因组改变:分级低的 DcIs显示较高频率的16q和17p缺失,检测到的8p缺失为 部分染色体臂的丢失同时伴有近端增益区。相反,分级较高
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的DCIs则显示更多的17q增益和8p缺失(65%为整臂缺 失)。并且DcIs中14q缺失比IDc常见。
一项微阵列cGH研究显示原发性乳腺癌的基因组DNA 拷贝数改变常见于8q11一qtel、1q21一qtel、17q11一q12和11q13 的增益以及16q12·qtel、11ptel-p15.5、1p36·ptel、17p11.2一
uMKl和c—MYc5个基因位点上有共同扩增。以上研究结 果为用细胞系研究乳腺癌提供了一个DNA拷贝数变化的数 据库来源。
三、揭示乳腺癌恶性转变的进展途径 用cGH分析有助于推测乳腺癌发展过程中不同的分子 通路,进一步确定基因型和临床病理学特征之间的关系。病 理学家提出的乳腺癌线性发展模型随着CGH的应用也得到
坚丝瘟理堂苤查!塑!生!Q旦筮≥i鲞箜!Q塑£!也』里坐丛:Q!!!!里!塑!:!!!堑:№:!Q
pattems:an animal既peIiment study in t11e mouse model.J Cancer
Res clin oncol,2007 Jun 16,[Epub allead 0f陋m], [26]sun B,zhang s,zha0 x, et al, Vasculogenic mimicry is
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30471967) 作者单位:300060天津医科大学附属肿瘤医院乳腺病理研究室 教育部乳腺癌防治重点实验室天津市肿瘤防治重点实验室(高玉 霞、牛昀);天津市中医药大学第二附属医院病理科(吕淑华) 通信作者:牛昀(E—mail:yunniu2000@126.com)
了进一步研究结果M’“。但Kuukasj柳i等H o在部分病例中 经只检测到DCIS和IDc惟一的共同改变区(17q21.q23增 益区),而其他DNA拷贝数改变只存在于其中一种病变中,
因此提出DcIs—IDc的线性发展模型还缺乏充足的证据。 xq增益很少发生于IDc,但在纯DcIs(6/9)中发现了xq的 增益,可能的原因为:该特定的遗传改变可促进导管内成分 的生长,而阻碍浸润成分生长。如果DCIS和IDC有共同的 克隆来源,xq的增益在乳腺癌的晚期阶段则不是必需的。 相反,如果DCIs不是IDc的前驱病变,那么就可以解释xq 增益多存在于DcIs中而很少存在于IDc中的现象,进一步 说踞两种病变克隆来源的多样化和随后各自独立发展的 过程。
and tumou卜ceU pl踮ticity: lessons from mdanoma. Nat Rev CaIlcer,2003,3(6):411.421. [33]Ruf w,seftor EA,Petrovan RJ,et a1.Diffbrential mle of tissue factor pathway inhiKtofs l and 2 in melanoma vasculogenic mimicry.CaIlcer Res,2003,63(17):538l-5389.
shadeo和Lam¨纠首次用cGH研究乳腺癌模型细胞系 (MCF.7、BT_474、T_47D、MDAMB-231、SK—BR一3、UACC一893 和zR.75-30)的基因组情况,观察到75个高水平增益区、48 个缺失区以及各区的变化范围;还观测到lp、8q、9p、11 q、 15q、17q和20q上DNA拷贝数的多级改变以及7个细胞系 共同的染色体改变;提出全基因组定位还能实现相同生物学 通路中多种成分DNA拷贝数的状态评定。通过对60个与 表皮生长因子受体(EGFR,HER2、HER3和HER4)有关的基 因位点的研究,发现了细胞系间共有的多基因DNA拷贝数 改变,如在uAcc-893、zR-75-30、BT474和sK-BR.3细胞系 中均能观察到ERBB2基因的高度扩增。另外,观察到与 EGFR相关的基因改变,如RECQL5、H3F3B和GRB2的扩增 以及其他频繁改变的基因位点(如c—MYC、LIMKl、PRCKA、 CHN2、ERBB2、PYK2、MAP2K3和PLGl),同时发现T_47D、 BT474和SK—BR_3细胞系在MAP2K6、CHN2、PRKCA、
一、与乳腺之癌前病变有关的染色体异常改变 乳腺癌前病变的病变基因组DNA已经发生了遗传性改 变。CGH研究为乳腺导管原位癌(DcIs)是癌前病变的理论 提供了有力证据。在某种程度上讲,DcIs的DNA拷贝数改 变提示基因组的不稳定性最大可能发生于浸润性表型迹象 出现之前。Kuukasj帅i等Mo的研究显示DcIs中存在许多染 色体异常,如1 q、8q13·qter的增益和8p12一pter、1lql4·qter、 17p、14q23一qter的缺失,这与在浸润性导管癌(IDC)中所证 实的一致。 近几年的cGH研究表明,柱状细胞病变与不典型导管 上皮增生、低级别DcIs有相似的分子遗传学特点,且三种病 变常常并存于同一乳腺,提示柱状细胞病变可能是低级别 DcIs/IDc的前驱病变。Simpson等K1用CGH分析了55个 柱状细胞病变,其中44个病变均存在不同程度的DNA拷贝 数改变,15 q、16p、19的扩增和16q、17p、x的丢失最常见。
[31]zhang s,Guo H,zhaIlg D,et a1.Microcirculation pattems in di娲rent stages 0f melanoma growtll.Oncol Rep,2()()6(1),15:
15-20. [32]Henddx MJ,SeRor EA,Hess AR,et a1. V龋culogenic mimicry
万方数据
与伴随的DcIS和IDc进行比较发现,柱状细胞病变与低级 别DCIS/IDC的遗传特征有部分一致性。此外,柱状细胞病 变形态学分类级别的递增与其遗传水平不稳定性的增加一 致,从而提示柱状细胞病变遗传水平的不稳定性与其增生的 程度以及细胞结构异型性的程度有关。还有学者用cGH研 究了均伴有顶质分泌的乳腺导管上皮过度增生、DcIS以及 浸润性大汗腺癌三种病变的基因组情况,发现三组病变在 DNA遗传性改变上有相当大的重叠,如2q、1p的增益以及 22q、17q、12q和16q的缺失等,提示伴有顶质分泌的上皮增 生可能是克隆陛增生。但是这些改变也常见于无顶质分泌 的乳腺癌,进而提示伴有顶质分泌的上皮增生不是大汗腺癌 的惟一前驱病变忡o。
p12和8ptel.p22的缺失旧o。V蹦la等¨0‘分析了47例均暴
露于放射性尘埃地区的绝经前乳腺癌,在>10%的样本中探 测到152个DNA拷贝数的改变,如最常见的8q13.2(49%)、 lp21.1(36%)和8q24.21(36%)增益区以及1p36.22 (26%)、17p13.2(26%)和8p23.3(23%)缺失区,还观察 到HER2扩增(9/47)。此外,常见扩增的BAc还包括已知 癌基因c—myc(8q24.21)和细胞周期蛋白(cyclin)Dl (11q13.3),进一步显示了微阵列cGH的高度敏感性。该学 者还观察到含有靶基因重复出现的DNA异常改变区包括 3q25.31、6q26、7q36.3、13q32.2和16p11.2增益区以及17 号染色体缺失区;并发现了7个未曾报道过的、来自22号染 色体的重复性缺失,其潜在的靶基因有KREMENl (22q12.1),系wnt信号通路的成员。因此,该研究所显示 的基因组改变提供了与放射有关的乳腺癌“分子指纹”。新 近有报道双侧乳腺癌常见的基因组DNA拷贝数改变为x, 17q,Xq,8q,14qll-21,17q22-qter扩增和8p缺失¨“。
在BRcAl和BRcA2基因突变的遗传性乳腺癌cGH研 究方面,几乎均能检测到这两个基因的杂合子丢失和HER2 低频表达,同时发现cyclin(A、B1、E)和sKP2的表达与 BRcAl表型相关,而cyclin D1和p27的表达与BRcA2表型 的乳腺癌有关¨…。一项新的CGH研究表明,家族性乳腺癌 有8p11-12共同扩增区,且该区与瞄_67、cyclin E的表达以 及家族性乳腺癌的不良预后有关ⅢJ。以往对该扩增区特征 性的染色体结构和功能基因(如zNF703/FUl4299,sPFH2/ c80以,BRF2和RABll丌P)等的研究在散发性乳腺癌中有 许多报道,但在家族性乳腺癌尚属首次。另有学者发现家族 性乳腺癌中还存在不常见的PALB2突变以及18q的 缺失㈣。
2002,99(6):821_828. [28] Hwu wJ. New 印pmaches in the treatment of metastatic
melan蚴a:thalidofnide arId temozdomide.Oncology,2000,14(12 suppl 13):25-28. [29]Cla删s R, schalkw玎k L, Ruiter DJ, et a1.Lack of lymphan舀ogenesis despite coexpression of VEGF-c a11d its
(本文编辑:常秀青)
乳腺癌中比较基因组杂交研究的进展
高玉霞牛昀 吕淑华
近年来,随着比较基因组杂交(comparative genomic hybridization,cGH)技术在研究肿瘤相关染色体异常方面的 应用…,已发现乳腺癌发生、发展不同时期存在非随机性染 色体基因组DNA拷贝数改变,而不同类型的肿瘤在基因组 异常方面又存在很大的异质性旧o;利用芯片.cGH技术的高 分辨率还能鉴别肿瘤的不同亚型口1。这些研究成果为进一 步探讨乳腺癌发病机制,为基因分Baidu Nhomakorabea提供了分子基础,也为 易感基因筛选提供了定位资料,进而指导基因治疗。
receptor nt_4 in ureal mela血ma. Invest 0phtllalmol Vis Sci, 2001,42(7):1422一1428.
[30]Laakkonen P,Porkka K,Hoff抽an JA,et a1.A tumor-homing p。ptide with a targeting speci6city related to lymphatic vessels. Nat Med,2002,8(7):75l彳55.
associated with poor survival in patiems wi山mesothelial sarcomas and alveolar rhabdomvosarcomas. Int J Oncol,2004,25(6): 1609.1614,
[27]Shirakawa K,wakasu西H,Heike Y,et aI.Vasculogenic mimicry and pseudo—comedo forInation in bI它ast caIlc盯. Int J CaI化er.
另外,经研究发现的不典型小叶增生和小叶原位癌共有 的基因组改变,如16q21一q23.1的共缺失等,可以解释在细 胞异常增生过程中小叶肿瘤的生成一一。
二、明确各种类型乳腺癌的染色体异常及其相关基因 cGH技术能快速、准确地分析各种类型乳腺癌相关基 因的扩增和缺失,提供了一个新的检测DNA拷贝数变化的 标尺。对于DcIs的研究证实了许多染色体异常,包括已被 熟知的1q、6q、8q、17q、19q、20q和xq的遗传物质获得以及 8p、13q、16q、17p和22q缺失,其中大部分与在IDc中所证 实的一致。Hwang等旧。的cGH研究在验证这一结论的同时 还有新发现,如8p缺失主要有两种形式:整臂缺失和部分区 域缺失。在纯DCIs中,8p缺失主要表现为整臂缺失,有 8p21一pter远端缺失的病例均显示8p11一p12的增益。还观察 到不同组织学分级的DcIs有不同的基因组改变:分级低的 DcIs显示较高频率的16q和17p缺失,检测到的8p缺失为 部分染色体臂的丢失同时伴有近端增益区。相反,分级较高
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的DCIs则显示更多的17q增益和8p缺失(65%为整臂缺 失)。并且DcIs中14q缺失比IDc常见。
一项微阵列cGH研究显示原发性乳腺癌的基因组DNA 拷贝数改变常见于8q11一qtel、1q21一qtel、17q11一q12和11q13 的增益以及16q12·qtel、11ptel-p15.5、1p36·ptel、17p11.2一
uMKl和c—MYc5个基因位点上有共同扩增。以上研究结 果为用细胞系研究乳腺癌提供了一个DNA拷贝数变化的数 据库来源。
三、揭示乳腺癌恶性转变的进展途径 用cGH分析有助于推测乳腺癌发展过程中不同的分子 通路,进一步确定基因型和临床病理学特征之间的关系。病 理学家提出的乳腺癌线性发展模型随着CGH的应用也得到
坚丝瘟理堂苤查!塑!生!Q旦筮≥i鲞箜!Q塑£!也』里坐丛:Q!!!!里!塑!:!!!堑:№:!Q
pattems:an animal既peIiment study in t11e mouse model.J Cancer
Res clin oncol,2007 Jun 16,[Epub allead 0f陋m], [26]sun B,zhang s,zha0 x, et al, Vasculogenic mimicry is
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30471967) 作者单位:300060天津医科大学附属肿瘤医院乳腺病理研究室 教育部乳腺癌防治重点实验室天津市肿瘤防治重点实验室(高玉 霞、牛昀);天津市中医药大学第二附属医院病理科(吕淑华) 通信作者:牛昀(E—mail:yunniu2000@126.com)
了进一步研究结果M’“。但Kuukasj柳i等H o在部分病例中 经只检测到DCIS和IDc惟一的共同改变区(17q21.q23增 益区),而其他DNA拷贝数改变只存在于其中一种病变中,
因此提出DcIs—IDc的线性发展模型还缺乏充足的证据。 xq增益很少发生于IDc,但在纯DcIs(6/9)中发现了xq的 增益,可能的原因为:该特定的遗传改变可促进导管内成分 的生长,而阻碍浸润成分生长。如果DCIS和IDC有共同的 克隆来源,xq的增益在乳腺癌的晚期阶段则不是必需的。 相反,如果DCIs不是IDc的前驱病变,那么就可以解释xq 增益多存在于DcIs中而很少存在于IDc中的现象,进一步 说踞两种病变克隆来源的多样化和随后各自独立发展的 过程。
and tumou卜ceU pl踮ticity: lessons from mdanoma. Nat Rev CaIlcer,2003,3(6):411.421. [33]Ruf w,seftor EA,Petrovan RJ,et a1.Diffbrential mle of tissue factor pathway inhiKtofs l and 2 in melanoma vasculogenic mimicry.CaIlcer Res,2003,63(17):538l-5389.
shadeo和Lam¨纠首次用cGH研究乳腺癌模型细胞系 (MCF.7、BT_474、T_47D、MDAMB-231、SK—BR一3、UACC一893 和zR.75-30)的基因组情况,观察到75个高水平增益区、48 个缺失区以及各区的变化范围;还观测到lp、8q、9p、11 q、 15q、17q和20q上DNA拷贝数的多级改变以及7个细胞系 共同的染色体改变;提出全基因组定位还能实现相同生物学 通路中多种成分DNA拷贝数的状态评定。通过对60个与 表皮生长因子受体(EGFR,HER2、HER3和HER4)有关的基 因位点的研究,发现了细胞系间共有的多基因DNA拷贝数 改变,如在uAcc-893、zR-75-30、BT474和sK-BR.3细胞系 中均能观察到ERBB2基因的高度扩增。另外,观察到与 EGFR相关的基因改变,如RECQL5、H3F3B和GRB2的扩增 以及其他频繁改变的基因位点(如c—MYC、LIMKl、PRCKA、 CHN2、ERBB2、PYK2、MAP2K3和PLGl),同时发现T_47D、 BT474和SK—BR_3细胞系在MAP2K6、CHN2、PRKCA、
一、与乳腺之癌前病变有关的染色体异常改变 乳腺癌前病变的病变基因组DNA已经发生了遗传性改 变。CGH研究为乳腺导管原位癌(DcIs)是癌前病变的理论 提供了有力证据。在某种程度上讲,DcIs的DNA拷贝数改 变提示基因组的不稳定性最大可能发生于浸润性表型迹象 出现之前。Kuukasj帅i等Mo的研究显示DcIs中存在许多染 色体异常,如1 q、8q13·qter的增益和8p12一pter、1lql4·qter、 17p、14q23一qter的缺失,这与在浸润性导管癌(IDC)中所证 实的一致。 近几年的cGH研究表明,柱状细胞病变与不典型导管 上皮增生、低级别DcIs有相似的分子遗传学特点,且三种病 变常常并存于同一乳腺,提示柱状细胞病变可能是低级别 DcIs/IDc的前驱病变。Simpson等K1用CGH分析了55个 柱状细胞病变,其中44个病变均存在不同程度的DNA拷贝 数改变,15 q、16p、19的扩增和16q、17p、x的丢失最常见。
[31]zhang s,Guo H,zhaIlg D,et a1.Microcirculation pattems in di娲rent stages 0f melanoma growtll.Oncol Rep,2()()6(1),15:
15-20. [32]Henddx MJ,SeRor EA,Hess AR,et a1. V龋culogenic mimicry
万方数据
与伴随的DcIS和IDc进行比较发现,柱状细胞病变与低级 别DCIS/IDC的遗传特征有部分一致性。此外,柱状细胞病 变形态学分类级别的递增与其遗传水平不稳定性的增加一 致,从而提示柱状细胞病变遗传水平的不稳定性与其增生的 程度以及细胞结构异型性的程度有关。还有学者用cGH研 究了均伴有顶质分泌的乳腺导管上皮过度增生、DcIS以及 浸润性大汗腺癌三种病变的基因组情况,发现三组病变在 DNA遗传性改变上有相当大的重叠,如2q、1p的增益以及 22q、17q、12q和16q的缺失等,提示伴有顶质分泌的上皮增 生可能是克隆陛增生。但是这些改变也常见于无顶质分泌 的乳腺癌,进而提示伴有顶质分泌的上皮增生不是大汗腺癌 的惟一前驱病变忡o。
p12和8ptel.p22的缺失旧o。V蹦la等¨0‘分析了47例均暴
露于放射性尘埃地区的绝经前乳腺癌,在>10%的样本中探 测到152个DNA拷贝数的改变,如最常见的8q13.2(49%)、 lp21.1(36%)和8q24.21(36%)增益区以及1p36.22 (26%)、17p13.2(26%)和8p23.3(23%)缺失区,还观察 到HER2扩增(9/47)。此外,常见扩增的BAc还包括已知 癌基因c—myc(8q24.21)和细胞周期蛋白(cyclin)Dl (11q13.3),进一步显示了微阵列cGH的高度敏感性。该学 者还观察到含有靶基因重复出现的DNA异常改变区包括 3q25.31、6q26、7q36.3、13q32.2和16p11.2增益区以及17 号染色体缺失区;并发现了7个未曾报道过的、来自22号染 色体的重复性缺失,其潜在的靶基因有KREMENl (22q12.1),系wnt信号通路的成员。因此,该研究所显示 的基因组改变提供了与放射有关的乳腺癌“分子指纹”。新 近有报道双侧乳腺癌常见的基因组DNA拷贝数改变为x, 17q,Xq,8q,14qll-21,17q22-qter扩增和8p缺失¨“。
在BRcAl和BRcA2基因突变的遗传性乳腺癌cGH研 究方面,几乎均能检测到这两个基因的杂合子丢失和HER2 低频表达,同时发现cyclin(A、B1、E)和sKP2的表达与 BRcAl表型相关,而cyclin D1和p27的表达与BRcA2表型 的乳腺癌有关¨…。一项新的CGH研究表明,家族性乳腺癌 有8p11-12共同扩增区,且该区与瞄_67、cyclin E的表达以 及家族性乳腺癌的不良预后有关ⅢJ。以往对该扩增区特征 性的染色体结构和功能基因(如zNF703/FUl4299,sPFH2/ c80以,BRF2和RABll丌P)等的研究在散发性乳腺癌中有 许多报道,但在家族性乳腺癌尚属首次。另有学者发现家族 性乳腺癌中还存在不常见的PALB2突变以及18q的 缺失㈣。
2002,99(6):821_828. [28] Hwu wJ. New 印pmaches in the treatment of metastatic
melan蚴a:thalidofnide arId temozdomide.Oncology,2000,14(12 suppl 13):25-28. [29]Cla删s R, schalkw玎k L, Ruiter DJ, et a1.Lack of lymphan舀ogenesis despite coexpression of VEGF-c a11d its