虎鲸

原来HiC在疾病领域都是这样玩的,涨姿


昨天与肌萎缩侧索硬化症(ALS)对抗55年的“渐冻人”史蒂芬?霍金永远的离开了,巨星陨落。与ALS一样,困扰人类的疾病还有很多,比如肿瘤。由于对发病机理的科学认知有限,严重阻碍了肿瘤疾病的预判和诊治。然而,精准医疗提出后,基因测序和数据分析技术的进步为肿瘤致病机理的深入研究提供了新的思路。

基因组的三维结构与人类疾病

基因作为遗传信息的载体,其表达调控与染色体结构密切相关。越来越多的研究表明,癌症的发生发展与三维基因组结构异常有关,基因的缺失、易位、DNA拷贝的获得和丢失都会让染色体非常的混乱[1],正如生物学者常言:结构与功能相适应。因此,弄明白染色体构象特征才有望解开肿瘤致病性的真正面纱。于是,作为三维基因基因组学研究的利器—Hi-C技术,义不容辞的担起染色体构象分析的大旗。

图1非编码区域拷贝数异常导致致癌基因的过度表达

那么,都有哪些癌症机制研究被Hi-C钦点过呢,小编今天给大家罗列几项~

多发性骨髓瘤[2]

1

---样本

骨髓瘤细胞系RPMI-和U,正常B细胞GM

2

---多组学关联

Hi-C、WGS、RNA-seq、ChIP-seq

3

---主要结论

1)癌症三维基因组需要校正拷贝数的影响;

2)癌症基因组上存在大量染色体之间的相互作用的热点,这些热点反映了两个位点发生了易位;

3)拷贝数变异发生的边界与TAD的边界趋向重合。

图2拷贝数变异断裂位点与TAD边界容易重合

睾丸生殖细胞瘤[3]

1

---样本

睾丸生殖细胞瘤(TGCT)细胞系NTERA2

2

---多组学关联

Hi-C、3C、GWAS、RNA-seq、ChIP-seq

3

---主要结论

1)通过GWAS与已发表SNPs数据确认19个新的TGCTs风险SNPs,将与睾丸癌相关的基因变化标志(包括SNPs和候选因果基因)增至44个;

2)许多基因变异通过干扰细胞内基因活化制造睾丸癌发病风险,那些容易受影响的基因可能参与了染色体稳定,或是与KIT癌基因(KIT–MAPK信号通路)有交互作用。

图3风险位点的Hi-Cloop分析

结直肠癌[4]

1

---样本

结直肠癌(CRC)细胞系LST、LoVo、Colo

2

---多组学关联

CaptureHi-C、RNA-seq

3

---主要结论

通过捕获Hi-C技术,对14个结直肠癌风险位点进行互作分析,鉴定这些风险位点与重要的远距离互作元件间的顺式和反式相互作用。

图4捕获区域内的相互作用热图

乳腺癌[5]

1

---样本

乳腺癌细胞系MCF-7和乳腺上皮细胞系MCF-10A

2

---多组学关联

Hi-C、RNA-seq

3

---主要结论

1)小染色体中(16-22号染色体)MCF-10A细胞系中有较强的基因相互作用;

2)MCF-10A、MCF-7染色体中部分A/B







































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