结直肠癌变各阶段的全基因组外显子测序结合数字化表达谱研究

Total
1073 384 673
8 8 533
Summary of Indels identified in adenoma and carcinoma of one CRC patient
Indels CDS Intron 3’-UTR 5’-UTR Others
Adenoma versus normal mucosa
1043 352 576 20 16 79
Carcinoma versus normal mucosa 843 298 451 20 9 70
Total
1452 483 796 34 21 118
Summary of Digital Expression Profiling Data
Clean Tag源自文库 (Gb)
Synonymouscoding SNV (green)
Missense SNV (red)
Nonsense SNV (mauve)
Readthrough SNV (orchid)
Deletion (yellow)
Insertion (violet)
Mutation spectrum of somatic substitution
Non-synonymous mutation-Genes in adenoma and carcinoma.
Pathway analysis of common mutations genes in adenoma and carcinoma.
KEGG pathway distribution
总结
Total SNVs Synonymous Missense Nonsense Readthrough SNVs-Genes
Adenoma versus normal mucosa
445 117 320 3 5 277
Carcinoma versus normal mucosa 720 301 410 5 4 321
数据分析：单核苷酸变异，小片断插入、缺失 ， 突变基因GO/PATHWAY，差异基因
研究材料：
Male, 66y Grading IIB, Adenocarcinoma Negative family cancer history
T: A:
N:
正
腺
腺
常
瘤
癌
上
皮
Summary of Exome-capture Data
研究背景
❖ 肿瘤的形成过程 发生了一系列基 因组遗传变异， 包括体细胞突变、 基因组结构变异 和拷贝数改变等。
NATURE|Vol 458|9 April 2009
❖ 结直肠独特的病理过程（正常粘膜－腺瘤－腺癌） 为肿瘤癌变过程研究提供了一个非常好的模型。
PNAS March 18, 2008 vol. 105 no. 11 4283–4288
/ /
Adenoma
Carcinoma
5.05
7.15
2.25
3.23
10948
11506
2865
3678
21
33
The catalogue of SNVs and indels in adenoma
and carcinoma of one CRC patient
Adenoma
Carcinoma
Chromosome
Normal mucosa 23.00
2.76 1.65 29.65 0.77 98.00%
Adenoma Carcinoma
60.48 6.94 4.27 74.03 2.01 99.00%
58.20 6.93 4.19 75.40 1.94 98.90%
Summary of SNV (directions) identified in adenoma and carcinoma of one CRC patient
大多数结直肠癌的发生经历了一个特定的正常粘膜－腺瘤－ 腺癌的病理过程，外显子测序结果表明大部分位点的核苷酸 变异呈累积性上升或下降，其变异频率在腺癌中最为显著。
在所有的突变类型中，C:G＞T:A突变无论在腺瘤还是癌组 织中的比例都居最高，其次是T:A＞C:G突变类型，该现象 在腺癌中尤为突出。
腺瘤和腺癌共有的36个SNV分布于36个基因，其中11个基 因与Cosmic发布的肿瘤相关突变基因有重合；同时仅有 一个基因与Vogelstein报道的肠癌相关的候选突变基因重 合；因而，我们既检测到了以往研究中所报道的突变基因， 也发现了许多新的突变基因及位点。
外显子编码区大约占全基因组的1%左右，全外显子组测序 可以更为有效地获得肿瘤相关的功能性突变信息。
肿瘤组织具有高度异质性特点，使用传统的Sanger测序法所 能检测到的往往是高频突变，因而采用illumina GA 对腺瘤 和腺癌进行50×以上的深度测序，从而可以检测出在肿瘤发 生、发展中起关键作用的一些低频突变。
Unambiguous Tags Mapping to Gene (Gb)
Unambiguous Tag-mapped Genes
Differential Expressed Genes
Mutation - Differential Expressed Genes
Normal mucosa
3.17
1.47 10583
A&T
A
T
Mutation tendency of SNV in the sequential process of normal mucosa-adenoma-carcinoma (N-A-C)
Go analysis of common mutations genes in adenoma and carcinoma.
Average sequencing depth on target
Raw Data (Gb)
Effective sequence on or near target (Gb)
Total effective reads (Gb)
Effective sequence on target (Gb)
Coverage of target region
❖ 新一代测序技术的发展，从全基因组水平来分析 结肠肿瘤癌变各阶段的基因谱图成为可能。
研究方法：
Exome Capture Sequencing
正常肠粘膜组织
腺瘤
腺癌
提取DNA、RNA
NimbleGen 2.1M Human Exome Array芯片捕获全基因组外显子
数字表达谱分析
Illumina GA II 测序仪高通量测序