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阎海团队揭示少突胶质细胞瘤关键基因突变

2011-09-09 09:40 阎海 Science 阅读 0
核心摘要: 杜克大学阎海副教授领导的研究团队在《科学》杂志上发表论文,揭示了少突胶质细胞瘤的两个关键基因突变:CIC和FUBP1。通过全基因组测序,研究人员在7个样本中发现CIC基因突变率高达85%,并确认这两个基因是少突胶质细胞瘤的特异性突变。这一发现为脑癌的诊断和治疗提供了新靶点。

多年来,科学家们一直在努力寻找常见恶性脑瘤——少突胶质细胞瘤(Oligodendrogliomas)的主要致病癌基因,但这些基因如同少女的心思般难以捉摸。近期,来自杜克大学、约翰霍普金斯大学和霍华德·休斯医学研究所的研究人员发现了与少突胶质细胞瘤相关的两个基因变异,揭开了这一长期未解之谜,取得了重要突破。该研究成果发表在《科学》(Science)杂志上。

文章的通讯作者包括杜克大学华裔学者阎海(Hai Yan)副教授,以及约翰霍普金斯大学Ludwig研究中心的Nickolas Papadopoulos和Kenneth W. Kinzler教授。阎海博士早年毕业于北京大学医学部,后获得美国哥伦比亚大学博士学位,并在约翰霍普金斯大学进行博士后研究,长期专注于脑部肿瘤研究。

少突胶质细胞瘤起源于少突胶质细胞,多发生在大脑浅部,生长缓慢,边界不清,由富含圆形细胞和蜂窝状结构的细胞构成。它是常见的恶性脑瘤之一,占成人所有脑肿瘤的约20%。

多年来,医学界一直在寻找少突胶质细胞瘤的主要致病基因变异。尽管已确定相关变异发生在人类1号和19号染色体上,但关键基因一直未能明确。阎海博士认为,这主要是由于技术限制所致。

在这项研究中,研究人员对少突胶质细胞瘤的编码蛋白区域进行了测序。此前研究发现,这种肿瘤具有特征性的染色体畸变,与1p和19q染色体上存在的关键肿瘤抑制基因一致。

“这项研究采用全基因组测序技术,完成了7个少突胶质细胞瘤样本中超过2000个基因的测定。通过这一方法,我们惊讶地在19号染色体上发现了一个突变基因,在最初的7个样本中,有6个都发现了该基因变异,”阎海博士表示,“85%的突变率非常高。”

通过进一步分析,研究人员还发现了少突胶质细胞瘤中另一个常见的突变基因。他们认为,这两个基因——染色体19q上的CIC基因和染色体1p上的FUBP1基因——是这类癌症的关键基因变异。研究人员对27个样本进行全基因组扫描后发现,存在CIC基因变异的有12个,出现FUBP1基因变异的有3个。这些实验进一步证明了这两个基因确实是少突胶质细胞瘤的突变基因。

CIC基因相当于果蝇中的回文基因,编码一种转录抑制因子。当该基因发生突变时,会导致果蝇胚胎形成头和尾部结构,但缺乏头尾之间的节段。FUBP1基因编码一种可与DNA(包括MYC肿瘤基因的调控区)结合的蛋白质。研究人员认为,这两个基因变异很少在其他肿瘤中出现,表明它们很可能是少突胶质细胞瘤的特异性基因。

阎海研究组此前曾发现最恶性脑部肿瘤——脑恶性胶质瘤(malignant glioma)的最原始、最关键基因突变。这不仅对脑恶性胶质瘤的诊断和治疗意义重大,而且为1931年诺贝尔生理学/医学奖获得者提出的“异常细胞内能量代谢是导致癌症发生的原因之一”理论提供了分子学基础,为癌症研究打开了新窗口。

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