几十年来,一些人群报告说全世界的黑色素瘤发病率在增加。皮肤、粘膜或葡萄膜中的黑色素细胞的肿瘤被称为黑色素瘤。尽管它在所有皮肤恶性肿瘤中占5%,但在所有皮肤癌的死亡病例中,它要承担超过75%的责任。 

尽管紫外线暴露与黑色素瘤发展之间的正相关关系是众所周知的,但在人类黑色素瘤组织中,潜在的表观遗传机制基本上没有被探索。本文将讨论与病理生物学和紫外线暴露有关的预后癌症驱动因素,以及作者对上述话题的见解。 

研究的目的

利用两个独立的皮肤黑色素瘤患者队列,他们旨在发现和验证与紫外线突变有关的全基因组甲基化改变。一个关键目标是研究DNA甲基化组与转录组以及综合甲基化组-转录组在区分紫外线突变和非紫外线突变的皮肤黑色素瘤方面的诊断潜力。 

使用综合的OMIC方法,优先考虑的差异甲基化基因的小核苷酸变体(SNVs)和拷贝数变体(CNVs)被评估为癌症驱动潜力。这项研究得到了另一项研究的进一步支持,该研究考察了DNA甲基化组是否能够区分与暴露于紫外线有关的突出的黑色素瘤变体(皮肤黑色素瘤)和非皮肤黑色素瘤(尖头黑色素瘤)之间的病理和紫外线相关的差异。论文中的图表显示了该研究的目标和过程是什么。该图示是用 Mind the Graph.

详细考虑研究内容

在临床生物样本中,紫外线辐射(UV)与皮肤黑色素瘤有关,但这些机制背后的表观遗传学机制尚未确定。本研究纳入了112个皮肤黑色素瘤细胞的多民族队列,进行临床、表观基因组(DNA甲基组)、基因组和转录组分析。在这项研究中,他们确定了紫外线诱导的免疫和调节途径的变化,这些变化可能是跨越多OMIC的癌症驱动因素。

TAPBP(Tap binding protein gene)除了是参与度最高的基因外,还关键性地参与了免疫功能,几个被紫外线改变的甲基化位点已经被定向测序验证,提供了临床适用的机会。MHC-I通过免疫球蛋白超家族的成员TAPBP与与抗原处理有关的转运器相互作用。一些癌症显示了TAPBP(tapasin)蛋白的下调,在细胞因子暴露后恢复了。 

这表明,TAPBP表达不足可能是由失调而不是结构变化引起的。研究人员发现,TAPBP的DNA甲基化水平与转录明显成反比,而后者的改变是由于紫外线照射而不是黑色素瘤的病理特征。没有发现非紫外线突变的皮肤或尖锐的黑色素瘤有不同程度的甲基化。

除了以TAPBP为中心的发现外,他们发现紫外线突变与一系列影响皮肤黑色素瘤甲基组的表观遗传学改变有关。这些结果表明,皮肤黑色素瘤,无论是紫外线突变还是非紫外线突变,可能都需要单独分类,即使它们被认为具有相同的病理/细胞起源。这是因为它们的表观基因组景观可能同时包含暴露和细胞系的标记。 

在这项研究中,多种强大的技术被应用于皮肤和尖锐湿疣样本,包括WGS、WES、RNA测序和DNA全甲基组分析,以及最先进的生物信息学工具。研究人员使用了公开的数据,并以新的数据集作为补充,其中包括更大的样本量、更广泛的基因组覆盖、全面的表型评估、保存良好的冷冻组织样本,以及对除皮肤和欧洲人以外的种族的黑色素瘤进行评估。 

这项工作取得了以下成果

(1) 发现可用于癌症风险分层的生物标志物。

(2) 改进黑色素瘤类型内部和之间的分类。 

(3) 识别可能负责黑色素瘤发生的分子驱动因素,在治疗中可以作为目标。 

(4) 增加关于黑色素瘤病理的知识,以减少人口的差异。

这项研究为在其他类型的黑色素瘤中进行类似的基因-环境调查提供了一个路线图,并涵盖了常见的和不太常见的黑色素瘤。

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