一项新研究详述了增加癌症突变可能性的遗传因素

一项新研究详述了增加癌症突变可能性的遗传因素
约15,000例人类肿瘤的体细胞突变表型。一个从大约9300个全外显子组和5500个全基因组测序的癌症基因组中提取体细胞突变(左)。在每种癌症基因组中估计了56种不同的体细胞突变特征,涵盖了不同类型的突变(右表)。b通过对输入矩阵(以肿瘤样本为行,以体细胞突变特征为列)应用独立成分分析(ICA)和变分自编码器(VAE)两种方法提取最终的体细胞成分集。共提取15个ica衍生成分和14个vee衍生成分(突变表型)。c提取的体细胞突变成分概述(x-轴)及其与输入体细胞突变特征的Pearson相关性(颜色编码)(y设在)。底部灰色条带显示是通过ICA还是VAE提取的成分。组件的命名基于潜在的突变过程或最强相关的输入特征。dMMR, DNA错配修复缺陷,dHR,同源重组缺陷。信贷:自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 31483 - 1

突变发生在个体的各种组织和器官中。体细胞突变发生在不会产生后代的细胞中,因此不会传递给后代。由年龄、吸烟等大量因素引起的体细胞突变是癌症的主要原因,在其他疾病中也起作用。

一个自然通讯由ICREA生物医学研究所(IRB Barcelona)的Fran Supek博士和基因组调控中心(CRG)的Ben Lehner博士领导的研究已经确定了遗传遗传特征,这些遗传特征使个体易于在其组织中出现特定类型的体细胞突变。某一器官突变率较高的人更有可能在关键癌症中累积突变这可能会增加肿瘤形成的风险。

研究人员此前曾描述过使个体易患癌症的遗传机制,尽管许多肿瘤并没有明确的遗传解释。可以想象可能是由不同类型的体细胞突变谱的变化引起的,体细胞突变是癌症的常见原因。

“在这项综合研究中,我们检查了在肿瘤中观察到的不同类型的DNA变化是否与许多不同基因的遗传变异有关。我们开发了一种方法,使我们能够识别42个基因,与15种不同的细胞机制有关,这些基因影响不同类型的体细胞突变的风险。这可能有助于解释癌症易感性的风险,”Mischan Vali Pour博士解释说,他在Lehner博士和Supek博士的实验室担任博士生时领导了这项研究。

“虽然之前已经知道一些改变体细胞突变模式的基因的例子,比如BRCA基因,它倾向于乳腺癌和乳腺癌。以及Lynch综合征基因我们现在发现许多其他基因也可以类似地影响体细胞突变积累,”巴塞罗那IRB基因组数据科学实验室负责人Fran Supek博士说。

基于这项研究的未来工作可能有助于评估患者发展为特定类型癌症的遗传风险,因此,个性化他们的预防方案和/或在早期发现疾病。此外,正如巴塞罗那研究所最近的另一项研究所显示的那样,癌症治疗可能通过体细胞突变特征进行个性化。

基因组不稳定性和癌症风险

大多数涉及突变产生的机制都与受损DNA修复中的缺陷有关。这就导致了一种被称为这种方法缩短了肿瘤发展所必需的2到10个癌症驱动基因突变出现的时间。

此外,每一种已确定的机制都会导致不同类型的突变,或在基因组的不同区域,因此,可能与特定器官中发生的癌症有关。

统计和机器学习方法

为了做出这些预测,研究人员开发了一种基于统计基因组学和机器学习模型(所谓的“自动编码器”神经网络)的方法,可以在复杂数据中找到模式。这项研究分析了来自欧洲血统的癌症患者的1.1万个基因组序列。

本研究的局限性之一是与之相关的遗传因素有很大的可变性这些因素的患病率相对较低。可用的基因组序列数量限制了发现基因和基因之间联系的能力.从非欧洲血统的癌症患者获取更多的基因组数据可能会带来进一步的发现。

“随着越来越多的如果有可能,可能会发现癌症突变的其他遗传诱发因素。我们在这里考虑的‘罕见’遗传变异,虽然它们中的每一个都只存在于少数个体中,但总的来说,在形成癌症基因组和可能的癌症风险方面非常重要,”CRG遗传系统实验室主任和系统生物学项目协调员本·雷纳博士总结道。


进一步探索

许多基因的“突变特征”是更好的癌症治疗的关键

更多信息:Mischan Vali-Pour等人,罕见种系变异对人类体细胞突变过程的影响,自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 31483 - 1
期刊信息: 自然通讯

引用:新研究(2022,7月5日)详细介绍了增加癌症突变可能性的遗传因素,检索自2022年7月13日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-07-hereditary-factors-likelihood-cancer-mutations.html
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