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课件.ppt

1、v肿瘤的形成过程肿瘤的形成过程发生了一系列基发生了一系列基因组遗传变异，因组遗传变异，包括体细胞突变、包括体细胞突变、基因组结构变异基因组结构变异和拷贝数改变等。和拷贝数改变等。研究背景NATURE|Vol 458|9 April 2009v结直肠独特的病理过程（结直肠独特的病理过程（正常粘膜腺瘤腺癌正常粘膜腺瘤腺癌）为肿瘤癌变过程研究提供了一个非常好的模型。为肿瘤癌变过程研究提供了一个非常好的模型。v新一代测序技术的发展，从全基因组水平来分析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。结肠肿瘤癌变各阶段的基因谱图成为可能。PNAS March 18,200

2、8 vol.105 no.11 42834288研究方法：正常肠粘膜组织腺瘤腺癌提取DNA、RNANimbleGen 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 SequencingN:正常上皮A:腺瘤T:腺癌Male,66y Grading IIB,AdenocarcinomaNegative family cancer history研究材料：Summary of Exome-capture Dat

3、a Normal mucosaAdenomaCarcinomaAverage sequencing depth on target23.00 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 region98.00%99.00%98.90%Su

4、mmary of SNV(directions)identified in adenoma and carcinoma of one CRC patientAdenoma versus normal mucosa Carcinoma versus normal mucosaTotalTotal SNVs445 720 1073Synonymous117301 384Missense320 410 673 Nonsense358Readthrough548SNVs-Genes277321533Summary of Indels identified in adenoma and carcinom

5、a of one CRC patientAdenoma versus normal mucosa Carcinoma versus normal mucosaTotalIndels10438431452CDS352298 483Intron576 451 796 3-UTR2020345-UTR16921Others7970118Summary of Digital Expression Profiling DataNormal mucosaAdenomaCarcinomaClean Tags(Gb)3.17 5.05 7.15 Unambiguous Tags Mapping to Gene

6、(Gb)1.47 2.25 3.23 Unambiguous Tag-mapped Genes105831094811506Differential Expressed Genes/28653678Mutation-Differential Expressed Genes/2133The catalogue of SNVs and indels in adenoma and carcinoma of one CRC patientChromosomeSynonymous-coding SNV(green)Missense SNV(red)Nonsense SNV(mauve)Readthrou

7、gh SNV(orchid)Insertion(violet)Deletion(yellow)AdenomaCarcinomaATA&TMutation 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 ad

8、enoma and carcinoma.Pathway analysis of common mutations genes in adenoma and carcinoma.KEGG pathway distributionl外显子编码区大约占全基因组的外显子编码区大约占全基因组的1%左右，全外显子组测序左右，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。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，使用传统的肿瘤组织具有高度异质性特点，使用传统的Sanger测序法所测序法所能检测到的往往是高频突变，因而采用能检测到的往往是高频突变，因而采用illum

9、ina GA 对腺瘤对腺瘤和腺癌进行和腺癌进行50以上的深度测序，从而可以检测出在肿瘤发以上的深度测序，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。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。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，在所有的突变类型中，C:GT:A突变无论在腺瘤还是癌组突变无论在腺瘤还是癌

10、组织中的比例都居最高，其次是织中的比例都居最高，其次是T:AC:G突变类型，该现象突变类型，该现象在腺癌中尤为突出。在腺癌中尤为突出。总总 结结l腺瘤和腺癌共有的腺瘤和腺癌共有的36个个SNV分布于分布于36个基因，其中个基因，其中11个基个基因与因与Cosmic发布的肿瘤相关突变基因有重合；同时仅有一发布的肿瘤相关突变基因有重合；同时仅有一个基因与个基因与Vogelstein报道的肠癌相关的候选突变基因重合；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。发现了许多新的突变基因

11、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。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过程的基因突变，产大量参与正常粘膜腺瘤腺癌病理过程的基因突变，产生了一个结直肠癌相关的突变数据库，为后续研究提供了生了一个结直肠癌相关的突变数据库，为后续研究提供了非常宝贵的基础数据。非常宝贵的基础数据。致谢浙江大学肿瘤研究所：研究生：周冬儿，李丹，白瑞，胡涵光工作人员：葛维挺，许晶红，黄彦钦，董琪，彭佳萍指导教授：郑树，张苏展BGI-深圳：工作人员：张勇，张皓，周广宇，高志博指导教授：杨焕明