一种快速鉴定潜在癌突变功能的新平台

迈克尔·G·勒米厄

成千上万的突变与癌症有关。然而,它们中的大多数仍然没有特征。这是进一步研究和开发有效治疗该疾病的一大障碍。不久前肯尼斯·斯科特实验室贝勒医学院戈登·米尔斯实验室在MD安德森癌症中心,通过开发一个中等吞吐量的功能基因组平台来注释可能在癌症发病机制中起重要作用的基因干扰,从而解决了这个问题。

他们的工作在第一次对1000多个突变进行功能鉴定时达到了高潮,该小组已经沉淀了几百个质粒这项研究与Addgene有关。继续阅读,了解更多关于他们的工作,以及这些质粒如何帮助癌症研究人员研究各种基因。

利用患者数据识别癌症中未知重要的突变

以前可用的研究和功能验证数千种可能在癌症进展中起作用的突变的方法通常耗时且昂贵,尤其是在完成时体内. 当试图描述集合细胞群中的突变时,也存在敏感性问题,因为具有强表型效应的突变可以掩盖较弱的突变。

因此,需要更快更高的吞吐量体外方法使用来自癌症基因组图谱(TCGA)该研究团队从基因组学数据和MD安德森癌症中心患者数据库的大规模患者队列数据中识别出了跨越33种癌症类型的多个基因中的1049个干扰。他们确定的突变类型包括基因扩增和融合、错义突变和INDEL(Ng等人,2018年).

根据这些数据,他们使用高通量诱变和分子条形码(HiTMMoB)技术生成慢病毒结构(曾等,2016年),创建一组质粒,每个质粒携带一个具有特定突变或基因融合的单一基因。还构建了携带相应野生型基因的质粒。他们将该文库称为CTD2 FASMIC质粒库,用于“癌症体细胞突变的功能注释”。在该文库中代表的所有突变和融合中,约80%(超过800)尚未得到功能验证。

体外分析允许对数千个突变进行首次功能注释

先前未知意义突变的功能分类研究人员利用收集的数据来筛选个体干扰体外使用Ba/F3和MCF10A细胞模型。Ba/F3和MCF10A是生长因子依赖性细胞系在没有生长因子的情况下,任何具有增殖优势的突变都会被揭示出来。研究小组根据每个突变对细胞活力的影响将其分配给功能组(见图)。大多数突变被发现是“中性的”,与野生型对照相比,对细胞活力没有显著影响。然而,大约22%的突变显著增加了细胞活力,这些“激活剂”可能是肿瘤形成的直接驱动因素。能够从“主动”驱动因素中解析出“中性”乘客突变对于癌症靶向治疗干预的发展非常重要。

这个筛查平台对癌症研究界来说是一个难以置信的推动,但是这些质粒还有什么用处呢?它们可以用来更彻底地研究其他模型系统中的几十个野生型基因及其相关突变体中的任何一个。在不同的系统中,一个给定的突变可能具有不同的表型效应。

这些质粒还可以帮助科学家了解特定基因是如何参与复杂途径的。一些癌症研究中研究最为深入的基因,如PIK3CA(质粒116771:噬菌体-PIK3CA)和EGFR(质粒116731:噬菌体EGFR),以及数百名研究较少的候选人。可能性很大。

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吴国盛,等,“癌症体细胞突变的系统功能注释。”癌细胞33.3 (2018): 450-462. PubMedPMID:29533785.公共医学中心PMCID:PMC5926201.

曾耀辉,等,“胰腺癌罕见基因畸变驱动因素的功能注释。”自然传播7 (2016): 10500.PubMedPMID:26806015.公共医学中心PMCID:PMC4737758.

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