针对与癌症相关的表观遗传学沉默基因的基因组筛选制造技术

提供了一种鉴定癌症细胞中的表观遗传学沉默基因例如甲基化沉默基因的方法。另外，提供了通过检测基因表达的表观遗传学沉默来鉴定癌症的方法，还提供了治疗患有这样的癌症的患者的方法，所述的癌症例如结直肠癌和／或胃癌。还提供了用于实施这些方法的试剂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及检测癌症细胞中表观遗传学上(epigenetically)沉默的基因的方法，更具体的说，是涉及用于鉴定结直肠癌和胃癌细胞的基因组筛选。
技术介绍
虽然癌症一般被认为是由于遗传变化如一个基因的突变而导致的，但现在已经比较明确地认为不改变DNA序列的表观遗传学机制也可以导致癌症。最常见的表观遗传学上的变化就是由于基因序列甲基化而导致该基因的表达沉默，特别是在5′端上游的基因调控序列。在CpG二核苷酸中，特别是在CpG富含区(CpG岛)中，与鸟嘌呤相邻的胞嘧啶的甲基化常常参与高等真核生物的正常基因表达调控。举个例子，CpG岛的过度甲基化与某些印记基因的转录失活相关，这些基因就像女性X染色体上基因的一样失活。正常情况下不甲基化的CpG岛的异常甲基化也在一些株化(immortalized)细胞和癌化细胞中发现，而且这种甲基化还与人类癌症的某些特定的肿瘤抑制基因的转录失活有关。与癌症相关的基因变化，包括使基因表达丧失或者表达出缺陷型基因产物的基因变化，以及表观遗传学机理，比如甲基化导致基因转录的沉默，为确定一个细胞是否易于失去生长控制，也就是说是否容易形成癌细胞提供了标记。比如，BRCA1基因的一个突变与乳腺癌相关。这样就可以对一个有家族乳腺癌历史的女性身上的细胞作诊断性测试，看看这位女性是否也有作为乳腺癌标记分子的BRCA1基因突变。前列腺特异性抗原(PSA)是标记分子的另外一个例子，它是前列腺癌的标记分子。虽然对于导致PSA表达的缺陷以及PSA在体内的正常功能都一无所知，但是不可否认PSA提供了一个极有价值的癌症标记分子，因为通过它就可以确定那些易于患前列腺癌或者是处在癌症早期的男性，这样就有可能引进有效的治疗。最近，一个细胞因子信号转导/受细胞因子诱导的SH2蛋白质家族成员的抑制子——SOCS-1基因的甲基化转录沉默在各种各样的癌细胞中都有发现，包括肝癌、多骨髓瘤和急性白血病。因此，用来检测SOCS-1基因甲基化状态的筛选分析就能够提供一些与这些癌症相关的诊断信息。因为癌症是潜伏性较强的疾病，在病情恶化之前没有明显的临床特征和症状，标记分子的存在及其使用使得我们能够确定一个人是否易于患某种癌症，甚至作出癌症早期的检测，这是具有相当大医学价值的。可惜的是，对于大多数癌症，还没有这样的标记分子可以被利用。这样，许多癌症患者都只有在病情恶化到需要做化疗或者已经是无药可治的情况下才会寻求医学的帮助。因此，就有必要寻找到可以用来检测癌症细胞的标记分子。本专利技术就满足了这样一个需要，并且提供了额外的优点。专利技术概述 本专利技术涉及鉴定与癌症有关的表观遗传学沉默基因例如甲基化沉默基因的方法。在一种实施方案中，本专利技术涉及鉴定与至少一种癌症有关的至少一种表观遗传学沉默基因的方法。这种方法可以这样来实施，例如将代表基因组的核苷酸序列阵列与核酸扣除(substraction)产物在适合于核酸扣除产物与阵列上互补的核苷酸序列选择性杂交的条件下接触，所述核酸扣除产物含有对应于在用至少一种可以恢复表观遗传学沉默基因的表达的试剂接触过的癌细胞中表达的，但不在所述癌细胞的对应正常细胞中表达的RNA的核酸分子；然后检测核酸扣除产物与该阵列的一部分核苷酸序列的选择性杂交，其中对应于在与所述癌细胞对应的正常细胞中表达的RNA的核酸分子在适合于选择性杂交的条件下不与所述的这部分核苷酸序列杂交，因而与所述阵列的这部分核苷酸序列选择性杂交的核酸扣除产物代表了所述癌细胞的表观遗传学沉默基因，由此鉴定出与至少一种癌症相关的至少一种表观遗传学沉默基因。重新激活表观遗传学沉默基因的表达的试剂可以是如下的任何一种试剂，例如，甲基转移酶抑制剂(如，5-氮杂-2′-脱氧胞苷；DAC)，组蛋白脱乙酰酶抑制剂(如，曲古抑菌素A；TSA)，或这些试剂的组合如DAC和TSA的组合。因此，在本实施方案的一个方面，所述的核酸扣除产物包括与癌细胞中表达的RNA对应的核酸分子，所述癌细胞与DAC或TSA接触过。在另一个方面，核酸扣除产物包括与癌细胞中表达的RNA对应的核酸分子，所述癌细胞与DAC和TSA接触过。与癌症有关的表观遗传学沉默基因在此通过表1中所列的基因来例示。例如，可以通过癌细胞与DAC接触而被重新激活的表观遗传学沉默基因，即甲基化沉默基因的实例是PTGS2，CDKN2A，TIMP3，S100A10，SFRP1，SFRP2，SFRP4，SFRP5，CXX1，SEZZ6L，KIAA0786，TIMP2，PCDH8，FOLH1，SNRPN，HOXA1，GRO3，DLX7。同样，可以通过癌细胞与DAC和TSA接触而被重新激活的表观遗传学沉默基因的实例是POR1，MBNL，TRADD，PDIP，RAD23B，RPL13，GNAI2，PPP1R21A，FPGT，TRIM32，或其组合。专利技术的方法可鉴定与一种或多种癌症有关的表观遗传学沉默基因，所述癌症包括，例如一种或多种癌和/或肉瘤。这种方法在此的实例是鉴定与结直肠癌有关的表观遗传学沉默基因，与胃癌有关的表观遗传学沉默基因，以及与结直肠癌和胃癌有关的表观遗传学沉默基因。在另一个具体实施方案中，本专利技术涉及鉴定与至少一种癌症有关的至少一种甲基化沉默基因的方法。这种方法可以这样来实施，例如将代表基因组的核苷酸序列阵列与核酸扣除产物在适合于核酸扣除产物与阵列上互补的核苷酸序列选择性杂交的条件下接触，所述核酸扣除产物含有对应于在用去甲基化试剂接触过的癌细胞中表达的，但不在所述癌细胞的对应正常细胞中表达的RNA的核酸分子；然后检测核酸扣除产物与该阵列的一部分核苷酸序列的选择性杂交，其中对应于在与所述癌细胞对应的正常细胞中表达的RNA的核酸分子在适合于选择性杂交的条件下不与所述的这部分核苷酸序列杂交，因而与所述阵列的这部分核苷酸序列选择性杂交的核酸扣除产物代表了所述癌细胞的甲基化沉默基因，由此鉴定出与至少一种癌症相关的至少一种甲基化沉默基因。与癌症细胞的RNA对应的核酸分子可以是DNA(如cDNA)或RNA(如cRNA)。一般地，与细胞RNA对应的核酸分子被标记以进行检测，例如用放射性同位素，顺磁性同位素，发光化合物，化学发光化合物，荧光化合物，金属螯合物，酶，酶的底物，受体，或受体的配体标记，或例如采用可检测的标记探针来进行检测，这样核酸分子与阵列的核苷酸序列的杂交能够被检测到。根据本专利技术的一种方法，至少一种(如，1，2，3，4，5或更多种)甲基化沉默基因与至少一种(如，1，2，3或更多种)癌症有关。癌症可以是，例如癌(carcinoma)或肉瘤(sarcoma)，包括一种或更多种特定类型的癌症，例如消化道/胃肠道癌，肝癌，皮肤癌，乳癌，卵巢癌，前列腺癌，淋巴瘤，白血病，肾癌，肺癌，肌肉癌，骨癌或脑癌。在一个实例中，单独的甲基化沉默PTGS2，CDKN2A，TIMP3，S100A10，SFRP1，CXX1，SEZZ6L，KIAA0786，TIMP2，PCDH8，FOLH1，SNRPN，HOXA1，GRO3和DLX7基因，或其组合被确定与结直肠癌，胃癌有关，或同时与结直肠癌和胃癌有关。在另一个实例中，一个基因家族的成员，包括单独的SFRP1，SFRP2，SFRP4，SFRP5或其组合被鉴定为与结直肠癌和/或胃本文档来自技高网...

【技术保护点】
鉴定与至少一种癌症相关的至少一种甲基化沉默基因的方法，包括：ａ）在适合于核酸扣除产物与阵列上的互补核苷酸序列选择性杂交的条件下，将代表基因组的核苷酸序列阵列与核酸扣除产物接触，所述核酸扣除产物包含对应于在用脱甲基试剂接触过的癌症细胞 中表达的，但不在所述癌症细胞的对应正常细胞中表达的ＲＮＡ的核酸分子；和ｂ）检测核酸扣除产物与所述阵列的一部分核苷酸序列的选择性杂交，其中对应于在与所述癌症细胞对应的正常细胞中表达的ＲＮＡ的核酸分子在适合于选择性杂交的条件下不 与所述的那部分核苷酸序列杂交，从而与所述阵列的那部分核苷酸序列选择性杂交的核酸扣除产物代表了所述癌症细胞的甲基化沉默基因，由此鉴定出与至少一种癌症相关的至少一种甲基化沉默基因。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SB贝林，D西德兰斯基，JG赫尔曼，H铃木，
申请(专利权)人：约翰霍普金斯大学医学院，
类型：发明
国别省市：US[美国]