医学ppt课件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

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 杨柳 浙江大学肿瘤研究所 浙江大学教育部肿瘤预警与干预重点实验室 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。 研究背景 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 。 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。 PNAS March 18, 2008 vol. 105 no. 11 42834288 研究方法： 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 Illumina GA II 测序仪高通量测序 数字表达谱分析 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 Exome Capture Sequencing N: 正常上皮 A: 腺瘤 T: 腺癌 Male, 66y Grading IIB, Adenocarcinoma Negative family cancer history 研究材料： Summary of Exome-capture Data Normal mucosa Adenoma Carcinoma Average sequencing depth on target 23.00 60.48 58.20 Raw Data (Gb) 2.76 6.94 6.93 Effective sequence on or near target (Gb) 1.65 4.27 4.19 Total effective reads (Gb) 29.65 74.03 75.40 Effective sequence on target (Gb) 0.77 2.01 1.94 Coverage of target region 98.00% 99.00% 98.90% Summary of SNV (directions) identified in adenoma and carcinoma of one CRC patient Adenoma versus normal mucosa Carcinoma versus normal mucosa Total Total SNVs 445 720 1073 Synonymous 117 301 384 Missense 320 410 673 Nonsense 3 5 8 Readthrough 5 4 8 SNVs-Genes 277 321 533 Summary of Indels identified in adenoma and carcinoma of one CRC patient Adenoma versus normal mucosa Carcinoma versus normal mucosa Total Indels 1043 843 1452 CDS 352 298 483 Intron 576 451 796 3-UTR 20 20 34 5-UTR 16 9 21 Others 79 70 118 Summary of Digital Expression Profiling Data Normal mucosa Adenoma Carcinoma Clean Tags (Gb) 3.17 5.05 7.15 Unambiguous Tags Mapping to Gene (Gb) 1.47 2.25 3.23 Unambiguous Tag-mapped Genes 10583 10948 11506 Differential Expressed Genes / 2865 3678 Mutation - Differential Expressed Genes / 21 33 The catalogue of SNVs and indels in adenoma and carcinoma of one CRC patient Chromosome Synonymous- coding SNV (green) Missense SNV (red) Nonsense SNV (mauve) Readthrough SNV (orchid) Insertion (violet) Deletion (yellow) Adenoma Carcinoma A T A&T Mutation spectrum of somatic substitution Mutation tendency of SNV in the sequential process of normal mucosa-adenoma-carcinoma (N-A-C) Non-synonymous mutation-Genes in adenoma and carcinoma. Go analysis of common mutations genes in adenoma and carcinoma. Pathway analysis of common mutations genes in adenoma and carcinoma. KEGG pathway distribution l 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。 l 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。 l 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。 l 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。 总 结 l 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。 l 本研究包含了对癌前期病变腺瘤的分析，从而获得癌前 期病变中的独特基因突变，以及在癌变中起主导作用的关 键基因突变。 l 通过全基因组外显子深度测序及数字化表达谱分析获得的 大量参与正常粘膜腺瘤腺癌病理