Панраковый анализ

Панраковый анализ направлен на изучение сходств и различий между геномными и клеточными изменениями, обнаруженными в различных опухолей . типах ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Международные усилия провели панраковый анализ экзомов и целых геномов раковых опухолей, включая их некодирующие области. В 2018 году Исследовательская сеть Атласа генома рака (TCGA) использовала данные экзома , транскриптома и метилома ДНК для разработки комплексной картины сходств, различий и новых тем между типами опухолей.

В 2020 году проект Международного консорциума генома рака (ICGC)/TCGA по панраковому анализу целых геномов опубликовал набор из 24 статей, анализирующих полные геномы рака и транскриптомные данные 38 типов опухолей. Подробный обзор проекта представлен в его основном документе. ^{[ 3 ]}

Другой проект, панраковый анализ РНК-связывающих белков (RBP) при раке человека, ^{[ 4 ]} исследовали экспрессию, изменение числа соматических копий и профили мутаций 1542 RBP в примерно 7000 клинических образцах при 15 типах рака. В этом исследовании охарактеризованы онкогенные свойства шести RBP — NSUN6 , ZC3H13 , BYSL , ELAC1 , RBMS3 и ZGPAT — в клеточных линиях колоректального рака и рака печени.

Несколько исследований обнаружили причинно-следственную, предсказуемую связь между геномными изменениями ( однонуклеотидные варианты или варианты с большим числом копий ) и экспрессией генов во всех типах опухолей. Эта панраковая взаимосвязь между геномным статусом и количественными транскриптомными данными может предсказывать специфические геномные изменения только на основании профилей экспрессии генов; ^{[ 5 ]} его также можно использовать в качестве основы для подходов машинного обучения .

Панраковые исследования

Панраковые исследования направлены на выявление генов, мутация которых способствует онкогенезу, а также на повторяющихся геномных событиях или аберрациях между различными опухолями . Для этих исследований необходимо стандартизировать данные между несколькими платформами, установив критерии для разных исследователей для работы с данными и представления результатов. Данные Omics позволяют быстро идентифицировать и количественно оценить тысячи молекул в одном эксперименте. Геномика рассматривает возможность экспрессии определенных генов, протеомика изучает, какие гены на самом деле экспрессируются, а метаболомика изучает то, что произошло в изучаемой ткани. Сочетание всех них дает информацию о биологической системе.

Сравнение первичных и метастатических солидных опухолей

Сравнение всего генома панрака первичных и метастатических солидных опухолей — это комплексное исследование, опубликованное в журнале Nature, в котором изучаются геномные различия между нелеченными первичными опухолями на ранних стадиях и леченными метастатическими опухолями на поздних стадиях. Исследование, проведенное посредством согласованного анализа 7108 полногеномных опухолей 23 типов рака, было направлено на понимание влияния геномных изменений на прогрессирование заболевания и устойчивость к терапии. ^{[ 6 ]}

Обзор

Метастатические опухоли демонстрировали меньшую внутриопухолевую гетерогенность и консервативные кариотипы, демонстрируя умеренное увеличение количества мутаций, но повышенную частоту структурных вариантов. Исследование выявило переменный вклад мутационных следов и выявило специфические геномные различия между первичными и метастатическими стадиями различных типов рака.

Методология и результаты

В ходе исследования было обработано 7108 опухолевых геномов, гармонизировано данные из двух непарных первичных и метастатических когорт.
Метастатические опухоли обычно демонстрировали повышенную клональность, в то время как кариотип оставался в основном консервативным, за исключением некоторых типов рака, таких как светлоклеточный рак предстательной железы, щитовидной железы и почек, почек.
Бремя опухолевых мутаций (TMB) демонстрировало умеренное увеличение в метастатических опухолях, с заметными исключениями в конкретных видах рака, таких как рак молочной железы, шейки матки, щитовидной железы, простаты и нейроэндокринные опухоли поджелудочной железы.
Анализ мутационных сигнатур выявил значительное обогащение мутационных процессов, связанных с воздействием окружающей среды и эндогенными механизмами, в частности, химиотерапией на основе платины, мутагенезом APOBEC и часовыми мутационными процессами.

Клинические последствия и терапевтическая резистентность

Выявление связанных с лечением изменений драйверов (TED) в метастатических опухолях подчеркнуло потенциальные последствия резистентности к терапии.
В некоторых типах рака наблюдались повышенные изменения драйверов в метастатических опухолях, включая гены, связанные с устойчивостью к специфическим методам лечения, такие как AR-активирующие мутации при раке простаты и мутации ESR1 при раке молочной железы.

Заключение

Исследование продемонстрировало существенные геномные различия между первичными и метастатическими опухолями при нескольких типах рака. Однако эти различия значительно различались в зависимости от рака, влияя на геномный ландшафт и потенциальные терапевтические ответы. Необходимы дальнейшие исследования и более крупные наборы данных, чтобы всесторонне понять сложности эволюции опухоли, метастазирования и резистентности к терапии.

Значение

Результаты дают ценную информацию о механизмах прогрессирования опухоли и устойчивости к терапии, закладывая основу для потенциальных стратегий персонализированного лечения различных видов рака.

Ресурсы и базы данных

Почти 800 терабайт данных проекта ICGC/TCGA «Панраковый анализ целых геномов» были доступны через различные порталы и репозитории, в том числе в Институте исследования рака Онтарио , молекулярной биологии лаборатории Европейском институте биоинформатики Европейской , и Национальный центр биотехнологической информации . Все данные, полученные в результате усилий TCGA, доступны в матрице данных TARGET Национального института рака США и на веб-портале ProteinPaint. ^{[ 7 ]}

Ресурсы StarBase по борьбе с раком ^{[ 8 ]} были созданы для сетей длинных некодирующих РНК , микроРНК , конкурирующих эндогенных РНК и RBP.

Внешние ссылки

Ссылки

^ Исследование Атласа генома рака, Сеть; Вайнштейн, Дж. Н.; Коллиссон, Э.А.; Миллс, Великобритания; Шоу, КР; Озенбергер, бакалавр; Эллротт, К; Шмулевич И; Сандер, К; Стюарт, Дж. М. (октябрь 2013 г.). «Проект пан-ракового анализа Атласа генома рака» . Природная генетика . 45 (10): 1113–20. дои : 10.1038/ng.2764 . ПМЦ 3919969 . ПМИД 24071849 .
^ Омберг, Л; Эллротт, К; Юань, Ю; Кандот, К; Вонг, К; Келлен, MR; Друг, Ш.; Стюарт, Дж; Лян, Х; Марголин А.А. (октябрь 2013 г.). «Возможность прозрачного и совместного компьютерного анализа 12 типов опухолей в Атласе генома рака» . Природная генетика . 45 (10): 1121–6. дои : 10.1038/ng.2761 . ПМЦ 3950337 . ПМИД 24071850 .
^ Консорциум ICGC/TCGA по панраковому анализу полных геномов (5 февраля 2020 г.). «Панраковый анализ целых геномов» . Природа . 578 (7793): 82–93. Бибкод : 2020Natur.578...82I . дои : 10.1038/s41586-020-1969-6 . ПМЦ 7025898 . ПМИД 32025007 .
^ Ван, ЗЛ; Ли, Б; Ло, YX; Лин, Кью; Лю, СР; Чжан, XQ; Чжоу, Х; Ян, Дж. Х.; Цюй, Л.Х. (2 января 2018 г.). «Комплексная геномная характеристика РНК-связывающих белков при раке человека» . Отчеты по ячейкам . 22 (1): 286–298. дои : 10.1016/j.celrep.2017.12.035 . ПМИД 29298429 .
^ Меркателли, Даниэле; Рэй, Форест; Джорджи, Федерико М. (2019). «Панарковое и одноклеточное моделирование геномных изменений посредством экспрессии генов» . Границы генетики . 10 : 671. дои : 10.3389/fgene.2019.00671 . ISSN 1664-8021 . ПМК 6657420 . ПМИД 31379928 .
^ Мартинес-Хименес, Франциско; Мовасати, Али; Бруннер, Саша Реми; Нгуен, Луан; Пристли, Питер; Куппен, Эдвин; Ван Хек, Арне (июнь 2023 г.). «Сравнение всего генома панрака первичных и метастатических солидных опухолей» . Природа . 618 (7964): 333–341. Бибкод : 2023Natur.618..333M . дои : 10.1038/s41586-023-06054-z . ISSN 1476-4687 . ПМЦ 10247378 . ПМИД 37165194 .
^ «Изучение геномных изменений при раке у детей с помощью ProteinPaint» . Природная генетика.
^ Ли, Дж. Х.; Лю, С; Чжоу, Х; Цюй, Л.Х.; Ян, Дж. Х. (январь 2014 г.). «starBase v2.0: декодирование сетей взаимодействия микроРНК-цРНК, микроРНК-нРНК и белок-РНК на основе крупномасштабных данных CLIP-Seq» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (Проблема с базой данных): D92-7. дои : 10.1093/нар/gkt1248 . ПМЦ 3964941 . ПМИД 24297251 .

[1] Исследование Атласа генома рака, Сеть; Вайнштейн, Дж. Н.; Коллиссон, Э.А.; Миллс, Великобритания; Шоу, КР; Озенбергер, бакалавр; Эллротт, К; Шмулевич И; Сандер, К; Стюарт, Дж. М. (октябрь 2013 г.). «Проект пан-ракового анализа Атласа генома рака» . Природная генетика . 45 (10): 1113–20. дои : 10.1038/ng.2764 . ПМЦ 3919969 . ПМИД 24071849 .

[2] Омберг, Л; Эллротт, К; Юань, Ю; Кандот, К; Вонг, К; Келлен, MR; Друг, Ш.; Стюарт, Дж; Лян, Х; Марголин А.А. (октябрь 2013 г.). «Возможность прозрачного и совместного компьютерного анализа 12 типов опухолей в Атласе генома рака» . Природная генетика . 45 (10): 1121–6. дои : 10.1038/ng.2761 . ПМЦ 3950337 . ПМИД 24071850 .

[3] Консорциум ICGC/TCGA по панраковому анализу полных геномов (5 февраля 2020 г.). «Панраковый анализ целых геномов» . Природа . 578 (7793): 82–93. Бибкод : 2020Natur.578...82I . дои : 10.1038/s41586-020-1969-6 . ПМЦ 7025898 . ПМИД 32025007 .

[4] Ван, ЗЛ; Ли, Б; Ло, YX; Лин, Кью; Лю, СР; Чжан, XQ; Чжоу, Х; Ян, Дж. Х.; Цюй, Л.Х. (2 января 2018 г.). «Комплексная геномная характеристика РНК-связывающих белков при раке человека» . Отчеты по ячейкам . 22 (1): 286–298. дои : 10.1016/j.celrep.2017.12.035 . ПМИД 29298429 .

[MercatelliRay2019-5] Меркателли, Даниэле; Рэй, Форест; Джорджи, Федерико М. (2019). «Панарковое и одноклеточное моделирование геномных изменений посредством экспрессии генов» . Границы генетики . 10 : 671. дои : 10.3389/fgene.2019.00671 . ISSN 1664-8021 . ПМК 6657420 . ПМИД 31379928 .

[6] Мартинес-Хименес, Франциско; Мовасати, Али; Бруннер, Саша Реми; Нгуен, Луан; Пристли, Питер; Куппен, Эдвин; Ван Хек, Арне (июнь 2023 г.). «Сравнение всего генома панрака первичных и метастатических солидных опухолей» . Природа . 618 (7964): 333–341. Бибкод : 2023Natur.618..333M . дои : 10.1038/s41586-023-06054-z . ISSN 1476-4687 . ПМЦ 10247378 . ПМИД 37165194 .

[7] «Изучение геномных изменений при раке у детей с помощью ProteinPaint» . Природная генетика.

[8] Ли, Дж. Х.; Лю, С; Чжоу, Х; Цюй, Л.Х.; Ян, Дж. Х. (январь 2014 г.). «starBase v2.0: декодирование сетей взаимодействия микроРНК-цРНК, микроРНК-нРНК и белок-РНК на основе крупномасштабных данных CLIP-Seq» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (Проблема с базой данных): D92-7. дои : 10.1093/нар/gkt1248 . ПМЦ 3964941 . ПМИД 24297251 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]