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文章题目：Recurrent and functional regulatory mutations in breast cancer 发表时间：2017.06 期刊名称：Nature 影响因子：40.137肿瘤基因组的研究重点一直都是蛋白编码基因，对非编码基因的研究甚少。 样本选择：360例病人的原发性乳腺肿瘤以及对应的正常组织。 方法选择：目标区域捕获 1. 高频突变启动子鉴定 图1 乳腺癌显著突变启动子 对360位乳腺癌患者进行目标区域（外显子区域、启动子区域、调控区域）捕获，并进行高通量测序，平均80X测序深度。对下机数据进行常规的编码区突变检测、拷贝数变异检测、突变特征分析等，发现与之前的相关研究一致。 使用MutSigNC共鉴定到9个显著突变的启动子（图1a）：FOXA1、TBC1D12、RMRP/CCDC107、NEAT1、LEPROTL1、ALDOA、ZNF143、CITED2和CTNNB1。在对360个肿瘤中47样本的这些区域重测序中，共确定了这些启动子97%的突变，除了FOXA1的敏感度只有33%外，其余重要启动子突变检测敏感度几乎100%（图1b）。 基于上述发现，在TCGA的98个样本和BRCA560的560个样本中进行验证，在TCGA中共发现9个启动子突变，BRCA560中发现35个突变点。其中，17个突变(TCGA: 4; BRCA560: 13)也在本研究识别的热点中检测到。 2. 启动子突变的功能性后果检验 图2 启动子突变的功能特性 为了检测重要启动子的功能特性，作者通过实验分别验证了启动子突变对基因表达量的影响和启动子蛋白结合能力的变化。 与野生型相比，突变的FOXA1和RMRP的表达量均有所升高、蛋白结合能力有所增强，这与FOXA1是一个致癌基因、RMRP在上皮细胞肿瘤中显著扩增的结果一致。相反的，与野生型相比，NEAT1启动子4个突变中的三个均造成了表达量降低、蛋白结合能力完全丧失。TBC1D12、ZNF143、ALDOA和LEPROTL1突变仅造成表达量降低，蛋白结合能力变化不大。 3. FOXA1启动子突变功能机制 图3 FOXA1启动子突变功能机制研究 Motif分析（图3a）结合电泳、Chip-seq等实验（图3b-3f）验证，发现FOXA1启动子突变为E2F家族转录因子提供了一个强有力的结合位点。 FOXA1作为一个先锋转录先锋因子，高表达的现象在预后差和乳腺癌转移的患者中有观测到。通过实验（图3g）表明FOXA1表达升高将导致抗ER治疗的耐受性。 启动子区域GC含量高、测序reads覆盖度低，对启动子区域突变检测的敏感度和准确性提出了挑战。扩大样本量、增加测序深度，是提高结果准确性的有效方法。作者通过对360例乳腺癌患者进行高深度测序，准确鉴定到数个显著突变的启动子。其中FOXA1启动子突变的影响尤为明显。FOXA1表达量的改变，可能对肿瘤发展和治疗是重要的。 启动子突变或许可以解释缺少编码区突变的肿瘤相关基因的激活或者失活，也可以帮助我们发现新的肿瘤基因。完成对肿瘤基因所有突变（编码和非编码）的理解，将成为肿瘤精准医学的重要基础。 译者观点 不同于其他肿瘤相关文章重点研究编码区突变，这篇文章独辟蹊径将重点放在非编码区的突变及其调控机制上。为我们后续肿瘤突变基因的筛查和肿瘤发生机制的研究提供了思路。 参考文献： [1]Esther Rheinbay, Prasanna Parasuraman, Jonna Grimsby, et al. Recurrent and functional regulatory mutations in breast cancer[J]. Nature, 2017, 547:55–60. |
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