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激酶在各种生命活动中起着重要的作用。一些激酶的突变是导致肿瘤发生的重要原因之一,引起细胞增殖、凋亡等行为的异常。对于引起肿瘤发生有至关重要作用的激酶,可作为治疗肿瘤的靶点,并且为人类肿瘤病人的早期诊断和个体化靶向治疗提供可能。与G 蛋白偶联受体(GPCR)相似,激酶是目前药物研发的一大类重要的靶点。识别激酶中的影响蛋白质序列的基因突变,对于理解激酶对疾病发生发展的机制具有重要的价值,人类基因组计划完成后的基因芯片技术和新一代基因组测序技术的发展,使得发现更多的基因突变更加便利。
本文利用SureSelect液相捕获目标基因结合第二代测序技术发现激酶基因在胃癌组织中的新突变及短片段的Inde l。利用Agilent公司的eArray在线平台,对1 250个基因的外显子区域进行捕捉探针(钓饵)设计,包括518 个激酶基因,638 个GPCR基因,49 个ABC基因,45 个选自Cosmic数据库中的基因。以3 例胃癌患者的手术胃癌组织、癌旁非癌组织以及其中2 人的外周血样本,提取基因组DNA,进行SureSelect 液相捕获,并在SOLiD3 第二代测序仪上进行测序。结果显示设计合成的探针可有效地捕捉并富集基因组DNA的目标靶片段,定量PCR显示富集效率可达29倍。拥有高达81.33%的富集效率及相对较高的平均覆盖度。有95%的目标区域>1×覆盖度,平均测序深度为260×。经过数据分析,共发现315 个激酶基因的818 个单核苷酸变异(SNV)。其中59 个(7.2%)为公共数据库尚未有收录的全新SNV。我们得到104 个激酶基因的312 个SNV是改变氨基酸影响蛋白质的,其中225 个SNV是在所有的肿瘤组织中都有发现。最终有35 个新的非同义SNV被发现。同时我们选择了5 个SNV(PRKACA(P127S)、 PRKACG(rs3730386)、RPS6KB2(T228N)、LTK(R727H)以及MAP3K6 (rs1138294))进行Sanger测序验证,并且再检测这些突变在32 个胃癌细胞系和89 例胃癌石蜡样本中的存在情况。结果显示在5(15.7%)例细胞系和16 (18.0%)例临床胃癌石蜡样本中检测到新突变PRKACA(P127S),在15(46.9%)例细胞系和50(56.2%)例石蜡样本中检测到已知突变PRKACG(rs3730386), 63(70.8%)例临床胃癌石蜡样本中存在已知突变MAP3K6(rs1138294)。同时,我们还发现71 个激酶基因发生26 个小的缺失和74 个小的插入。通过Sanger测序法验证了MAP3K1,TRIB2,PRKDC,MAP3K14 基因中的缺失和插入。结果表明本研究所建立的SureSelect基因组靶序列捕捉、富集建立测序文库及SOLiD第二代测序技术成功的发现了激酶基因在胃癌组织中的新突变和短片段插入和缺失(Small Indel),并寻找可能与胃癌发生发展相关的基因突变,以及潜在的胃癌诊断分型的分子指标及新的潜在的治疗肿瘤药物的靶位点。