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鑑定大腸直腸癌組織基因體甲基化變異與其在血漿游離DNA早期偵測之應用
Other Title
Identification of Genome-wide DNA Methylation Alterations in Colorectal Tumors and Its Application in Early Detection of Cell-free DNA of Plasma
Type
thesis
Date Issued
2017-07-17
Author(s)
洪宛榆
Advisor
林若凱
魏柏立
Subjects
系所名稱：臨床藥物基因體學暨蛋白質體學碩士學位學程
Description
學位別：碩士
語文別：中文
指導教授：林若凱
共同指導教授：魏柏立
口試委員：王憶卿;蔡世峯張偉嶠
中文關鍵字：大腸直腸癌;DNA甲基化;游離DNA
英文關鍵字：Colorectal cancer;DNA Methylation;Cell-free DNA
語文別：中文
指導教授：林若凱
共同指導教授：魏柏立
口試委員：王憶卿;蔡世峯張偉嶠
中文關鍵字：大腸直腸癌;DNA甲基化;游離DNA
英文關鍵字：Colorectal cancer;DNA Methylation;Cell-free DNA
Abstract
研究背景：大腸直腸癌全球第三大癌症，在臺灣，大腸癌為死亡率排名第三的癌症。大腸直腸癌的發生和抑癌基因、致癌基因之基因(Genetic)、表觀基因(Epigenetic)變異有關，隨著基因變異累積，正常大腸細胞逐漸發展成腺瘤(Adenoma)，最終形成惡性腫瘤(adenocarcinoma)。鑑定大腸直腸癌之DNA甲基化生物標記以開發診斷、評估預後的檢測工具將有助於大腸直腸癌之臨床治療成效。
研究目的：抑癌基因及致癌基因的異常DNA甲基化和大腸直腸癌形成過程有密切相關，本研究即是鑑定大腸直腸癌病人全基因異常甲基化位點，並嘗試開發診斷、評估預後之血漿游離DNA生物標記。
研究方法：本實驗自26位台灣大腸直腸癌病人之DNA甲基化資料(HumanMethylation450 BeadChip arrays)篩選出腫瘤組織和周邊正常組織甲基化程度差異大的CpG位點，共篩選出5個癌組織高度甲基化基因：BEND5、C8orf73、EHD3、PPP2R5C和TMEM240；2個癌組織低度甲基化基因：MAP3K5和SMAD3。並同時比對The Cancer Genome Atlas (TCGA)中收錄之37位大腸直腸癌病人DNA甲基化資料，比較東西方族群之差異。再以Quantitative methylation specific real-time polymerase chain reactions (qMSP) 檢測更多對大腸直腸癌組織及其配對之周邊正常組織的甲基化情形，並嘗試於血漿中偵測該甲基化變異。
研究結果：qMSP結果顯示有88.60 % (101/114)的大腸直腸癌病人之C8orf73基因在癌組織中高度甲基化、78.47 % (113/144) EHD3高度甲基化、86.43 % (121/140) PPP2R5C高度甲基化、85.12 % (103/121) MAP3K5低度甲基化、91.13 % (113/124) SMAD3低度甲基化，加上本實驗室之前檢測過的BEND5和TMEM240，則分別有85.81 % (127/148)、91.39 % (138/151)大腸直腸癌病人之癌組織過度甲基化。另外，目前已在血漿游離DNA中檢測BEND5、PPP2R5C和EHD3之甲基化情形，BEND5靈敏性為30.14 % (22/73)、專一性為71.76 % (61/85)；PPP2R5C靈敏性為59.77 % (52/87)、專一性為43.16 % (41/95) ；EHD3靈敏性為31.11 % (28/90)、專一性為56.82 % (50/88)。
結論：BEND5、PPP2R5C和EHD3篩檢大腸癌的成效不及Fecal immunochemical test，但BEND5的專一性較高，有潛力成為大腸癌篩檢的生物標記。
研究目的：抑癌基因及致癌基因的異常DNA甲基化和大腸直腸癌形成過程有密切相關，本研究即是鑑定大腸直腸癌病人全基因異常甲基化位點，並嘗試開發診斷、評估預後之血漿游離DNA生物標記。
研究方法：本實驗自26位台灣大腸直腸癌病人之DNA甲基化資料(HumanMethylation450 BeadChip arrays)篩選出腫瘤組織和周邊正常組織甲基化程度差異大的CpG位點，共篩選出5個癌組織高度甲基化基因：BEND5、C8orf73、EHD3、PPP2R5C和TMEM240；2個癌組織低度甲基化基因：MAP3K5和SMAD3。並同時比對The Cancer Genome Atlas (TCGA)中收錄之37位大腸直腸癌病人DNA甲基化資料，比較東西方族群之差異。再以Quantitative methylation specific real-time polymerase chain reactions (qMSP) 檢測更多對大腸直腸癌組織及其配對之周邊正常組織的甲基化情形，並嘗試於血漿中偵測該甲基化變異。
研究結果：qMSP結果顯示有88.60 % (101/114)的大腸直腸癌病人之C8orf73基因在癌組織中高度甲基化、78.47 % (113/144) EHD3高度甲基化、86.43 % (121/140) PPP2R5C高度甲基化、85.12 % (103/121) MAP3K5低度甲基化、91.13 % (113/124) SMAD3低度甲基化，加上本實驗室之前檢測過的BEND5和TMEM240，則分別有85.81 % (127/148)、91.39 % (138/151)大腸直腸癌病人之癌組織過度甲基化。另外，目前已在血漿游離DNA中檢測BEND5、PPP2R5C和EHD3之甲基化情形，BEND5靈敏性為30.14 % (22/73)、專一性為71.76 % (61/85)；PPP2R5C靈敏性為59.77 % (52/87)、專一性為43.16 % (41/95) ；EHD3靈敏性為31.11 % (28/90)、專一性為56.82 % (50/88)。
結論：BEND5、PPP2R5C和EHD3篩檢大腸癌的成效不及Fecal immunochemical test，但BEND5的專一性較高，有潛力成為大腸癌篩檢的生物標記。