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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. 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。 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 4283–4288.

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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

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  1. 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

  2. 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

  3. 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。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 4283–4288

  4. Exome Capture Sequencing 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 数字表达谱分析 Illumina GA II 测序仪高通量测序 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

  5. N:正常上皮 A:腺瘤 T:腺癌 研究材料： Male, 66y Grading IIB, Adenocarcinoma Negative family cancer history

  6. Summary of Exome-capture Data

  7. Summary of SNV (directions) identified in adenoma and carcinoma of one CRC patient

  8. Summary of Indels identified in adenoma and carcinoma of one CRC patient

  9. Summary of Digital Expression Profiling Data

  10. The catalogue of SNVs and indels in adenoma and carcinoma of one CRC patient Adenoma Carcinoma Chromosome Synonymous-coding SNV (green) Missense SNV (red) Nonsense SNV (mauve) Readthrough SNV (orchid) Deletion (yellow) Insertion (violet)

  11. Mutation spectrum of somatic substitution A&T A T

  12. Mutation tendency of SNV in the sequential process of normal mucosa-adenoma-carcinoma (N-A-C)

  13. Go analysis of common mutations genes in adenoma and carcinoma. Non-synonymous mutation-Genes in adenoma and carcinoma. Pathway analysis of common mutations genes in adenoma and carcinoma.

  14. KEGG pathway distribution

  15. 总 结 • 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。 • 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。

  16. 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。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。 • 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。 • 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。

  17. 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

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