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在中国,食管癌是最常见的恶性肿瘤之一,其发病率位于恶性肿瘤的第四位。虽然已经做了大量的工作来提高食管癌的治愈率,但食管癌的诊断和治疗效果仍难以令人满意。早期诊断和治疗是降低食管癌患者死亡率的有效措施,但在医院接受治疗的食管癌患者大多数处于中晚期,治疗效果不佳。有效的早期分子标志物将为临床上食管癌的早期诊断提供新的参考资料。国内外在食管癌相关基因的研究已做了大量工作,但是,迄今为止,尚未找到十分有价值的用于食管癌早期诊断与治疗的分子标志物。
联合应用CGH和RT-PCR方法是寻找肿瘤相关基因的传统有效方法之一,应用CGH检测某个DNA片断的扩增或缺失,RT-PCR检测该片断相关基因的表达水平。如果某个基因发生扩增同时表达上调,该基因很可能是与某种肿瘤相关的癌基因;如果某个基因发生缺失同时表达下调,该基因很可能是与某种肿瘤相关的抑癌基因。但应用上述传统技术要在数以万计的基因库中发现新的食管癌相关基因或分子标志物是一件极其艰苦而冗长的工作。生物芯片的出现,解决了这一难题。SNP芯片类似CGH,可以快速全面地分析肿瘤组织DNA拷贝数的变化,并且分辨率明显提高,定位更精确;表达谱芯片类似RT-PCR,一次检测能同时准确而快速地获得成千上万个基因表达信息。越来越多的研究证明,联合应用SNP芯片和表达谱芯片是筛选肿瘤相关基因快速而有效的方法。
研究目的:
1.联合应用SNP芯片和表达谱芯片筛选新的早期食管鳞癌相关基因,发现与早期食管鳞癌相关的基因或者分子标志物,为食管鳞癌的早期诊断与治疗提供新的参考资料。
2.证明联合应用SNP芯片和表达谱芯片是筛选肿瘤相关基因快速而有效的方法。
材料与方法:
1.应用Affymetrix公司GeneChip Human Mapping 250K NspArray芯片检测检测4例早期食管鳞癌(包括食管癌组织和对应的食管正常组织)全基因组的DNA拷贝数异常(包括扩增和缺失)和LOH。
2.应用Affymetrix公司GeneChip Human Genome U133 Plus 2.0芯片检测检测4例早期食管鳞癌(包括食管癌组织和对应的食管正常组织)全基因组的mRNA表达水平。
3.联合分析GeneChip Human Mapping 250K NspArray芯片和GeneChip HumanGenome U133 Plus 2.0芯片的结果;筛选DNA发生扩增同时mRNA表达水平上调的基因为早期食管鳞癌候选癌基因;筛选DNA发生缺失或LOH同时mRNA表达水平下调的基因为早期食管鳞癌候选抑癌基因。
4.应用real-time RT-PCR方法大样本检测早期食管鳞癌候选癌基因CTHRC1和KIF2C在早期食管鳞癌中的表达。
5.统计分析候选癌基因CTHRC1和KIF2C的表达状态与早期食管鳞癌的临床病理参数及预后之间的关系。
结果:
1.4例早期食管鳞癌癌组织与配对的食管正常组织相比,平均每例发生扩增的SNP位点有25287个,占总SNP位点的9.46%。3例或3例以上早期食管鳞癌发生扩增的染色体主要是8q、1p和19q,发生小片段扩增的染色体有1q、14q和11p,其中1p和19q染色体发生扩增罕见报道。 2.4例早期食管鳞癌癌组织与配对的食管正常组织相比,平均每例发生缺失的SNP位点有28811个,占总SNP位点的10.99%。3例或3例以上早期食管鳞癌发生缺失的染色体主要是8p、4p、4q、3p和18q。
3.4例早期食管鳞癌癌组织与配对的食管正常组织相比,平均每例发生LOH的SNP位点有1046个,占总SNP位点的0.40%。未发现3例或3例以上早期食管鳞癌均发生LOH的区域。
4.4例早期食管鳞癌平均每例发生表达上调的探针有2742个,发生下调的探针有2583个,分别占总探针数的4.53%和4.73%。
5.3例或3例以上早期食管鳞癌DNA发生扩增同时2例或2例以上发生表达上调的基因有67个。3例或3例以上早期食管鳞癌DNA发生缺失同时2例或2例以上发生表达下调的基因有27个。
6.CTHRC1在43例早期食管鳞癌癌组织与正常组织相比表达发生上调有35例,占81.4%,CTHRC1在癌组织的表达量高于在正常组织的表达量,具有统计学意义(P<0.001)。KIF2C在43例早期食管鳞癌癌组织与正常组织相比表达发生上调27例,占62.8%,KIF2C在癌组织的表达量高于在正常组织的表达量,具有统计学意义(P<0.001)。
7.CTHRC1和KIF2C在癌组织和配对正常组织表达量的比值Log2(T/N)与早期食管鳞癌的临床病理参数和复发转移无关(P>0.05);CTHRC1和KIF2C的Log2(T/N)高表达和低表达对早期食管鳞癌的生存预后没有影响(P>0.05)。
结论:
1.250K SNP芯片能够有效发现和精确定位早期食管鳞癌全基因组DNA拷贝数的微小变化和LOH区域;HG U133 Plus 2.0表达谱芯片,能够有效地检测早期食管鳞癌全基因组mRNA的表达情况。
2.在早期食管鳞癌,DNA已经发生比较明显的扩增和缺失,不少基因表达水平发生上调或下调。检测结果为进一步定位筛选和克隆与早期食管鳞癌相关基因提供了重要的线索和理论信息。 3.联合应用SNP芯片和表达谱芯片筛选全基因组DNA拷贝数发生变化同时表达水平发生相应变化的基因为与早期食管鳞癌相关的候选基因,大大提高发现与早期食管鳞癌发生发展相关基因的特异性和可能性。
4.CTHRC1和KIF2C在癌组织表达上调可能与食管癌变的早期事件有关,可能是参与早期食管鳞癌发生发展的有价值的分子标志物。联合应用SNP芯片和表达谱芯片是筛选早期食管鳞癌相关基因有效的方法。