View More View Less
  • 1 Magyar Tudományos Akadémia Molekuláris Medicina Kutatócsoport Budapest
  • 2 Sejtanalitika Laboratórium, Semmelweis Egyetem, Általános Orvostudományi Kar II. Belgyógyászati Klinika Budapest Szentkirályi u. 46. 1088
Open access

A DNS metilációs mintázatának megváltozása a tumorok kialakulása során bizonyítottan fontos folyamat. Ez azonban a tumorok különböző mikrokörnyezetében különböző módon játszódik le, amelynek teljes genomszinten történő tanulmányozására még nincs hatékony, nagy áteresztőképességű módszerünk. Célkitűzés: Munkánk célja az, hogy azonosítsuk a vastagbéldaganatok kialakulásában és progressziójában szerepet játszó, DNS-metiláció által szabályozott géneket, génexpressziós vizsgálati módszerek felhasználásával. Ennek alapján olyan génexpresszión alapuló módszert mutatunk be, amely lézerrel kimetszett minták és metilációs sejtkultúra modell együttes felhasználásával lehetővé teszi a vastagbéldaganatokban zajló metilációs események genomszintű tanulmányozását. Anyag és módszer: HT-29 colorectalis adenocarcinoma-sejteket kezeltünk 10 μM 5-aza-2’-dezoxicitidin demetilációs ágenssel, majd meghatároztuk a kezelés hatására növekvő aktivitást mutató géneket. Ezzel párhuzamosan lézeres mikrokimetszéssel elkülönített ép, adenoma- és tumorszöveti mintákból 5000 hámsejtet gyűjtöttünk, majd azonosítottuk az adenoma–carcinoma szekvencia előrehaladtával szekvenciálisan csökkenő expressziót mutató géneket. A két géncsoport összehasonlításával meghatároztuk a feltehetően metilációs szabályozás alatt álló transzkriptumokat. Ezt követően független minták bevonásával RT-PCR megerősítést végeztünk. Következtetések: Az azonosított, adenoma–carcinoma szekvencia előrehaladtával csökkenő működésű gének szabályozása metilációs eseményekkel hozható összefüggésbe. Ennek alapján teljes genomszinten kimutathatók azok a géncsoportok – köztük például tumorszuppresszorok –, amelyek a betegség kialakulása és kórjóslata szempontjából kulcsfontosságúak. A módszerrel azonosított, vastagbéldaganatokra jellemző metilációs mintázatot mutató gének a jövőben kezelési célpontok lehetnek.

If the inline PDF is not rendering correctly, you can download the PDF file here.

  • Vogelstein, B., Fearon, E. R., Hamilton, S. R. és mtsai: Genetic alterations during colorectal-tumor development. N. Engl. J. Med., 1988, 319 , 525–532.

    Hamilton S. R. , 'Genetic alterations during colorectal-tumor development ' (1988 ) 319 N. Engl. J. Med. : 525 -532.

    • Search Google Scholar
  • Jass, J. R.: Colorectal cancer: a multipathway disease. Crit. Rev. Oncog., 2006, 12 , 273–287.

    Jass J. R. , 'Colorectal cancer: a multipathway disease ' (2006 ) 12 Crit. Rev. Oncog. : 273 -287.

    • Search Google Scholar
  • Grady, W. M., Markowitz, S. D.: Genetic and epigenetic alterations in colon cancer. Ann. Rev. Genomics Hum. Genet., 2002, 3 , 101–128.

    Markowitz S. D. , 'Genetic and epigenetic alterations in colon cancer ' (2002 ) 3 Ann. Rev. Genomics Hum. Genet. : 101 -128.

    • Search Google Scholar
  • Carethers, J. M.: The cellular and molecular pathogenesis of colorectal cancer. Gastroenterol. Clin. North Am., 1996, 25 , 737–754.

    Carethers J. M. , 'The cellular and molecular pathogenesis of colorectal cancer ' (1996 ) 25 Gastroenterol. Clin. North Am. : 737 -754.

    • Search Google Scholar
  • Fearon, E. R.: Genetic alterations underlying colorectal tumorigenesis. Cancer Surv., 1992, 12 , 119–136.

    Fearon E. R. , 'Genetic alterations underlying colorectal tumorigenesis ' (1992 ) 12 Cancer Surv. : 119 -136.

    • Search Google Scholar
  • Grady, W. M.: Genomic instability and colon cancer. Cancer Metastasis Rev., 2004, 23 , 11–27.

    Grady W. M. , 'Genomic instability and colon cancer ' (2004 ) 23 Cancer Metastasis Rev. : 11 -27.

    • Search Google Scholar
  • Tang, J. T., Fang, J. Y.: MicroRNA regulatory network in human colorectal cancer. Mini Rev. Med. Chem., 2009, 9 , 921–926.

    Fang J. Y. , 'MicroRNA regulatory network in human colorectal cancer ' (2009 ) 9 Mini Rev. Med. Chem. : 921 -926.

    • Search Google Scholar
  • Takayama, T., Shiozaki, H., Doki, Y. és mtsai: Aberrant expression and phosphorylation of beta-catenin in human colorectal cancer. Br. J. Cancer, 1998, 77 , 605–613.

    Doki Y. , 'Aberrant expression and phosphorylation of beta-catenin in human colorectal cancer ' (1998 ) 77 Br. J. Cancer : 605 -613.

    • Search Google Scholar
  • Kim, Y. S.: Mucin glycoproteins in colonic neoplasia. Keio J. Med., 1998, 47 , 10–18.

    Kim Y. S. , 'Mucin glycoproteins in colonic neoplasia ' (1998 ) 47 Keio J. Med. : 10 -18.

  • Grady, W. M.: Epigenetic events in the colorectum and in colon cancer. Biochem. Soc. Trans., 2005, 33 , 684–688.

    Grady W. M. , 'Epigenetic events in the colorectum and in colon cancer ' (2005 ) 33 Biochem. Soc. Trans. : 684 -688.

    • Search Google Scholar
  • Dumont, N.: Genetic and epigenetic contributions to colorectal cancer. Apmis, 1999, 107 , 711–722.

    Dumont N. , 'Genetic and epigenetic contributions to colorectal cancer ' (1999 ) 107 Apmis : 711 -722.

    • Search Google Scholar
  • Sipos, F., Muzes, G., Valcz, G. és mtsai: Regeneration associated growth factor receptor and epithelial marker expression in lymphoid aggregates of ulcerative colitis. Scand. J. Gastroenterol., 2010, 45 , 440–448.

    Valcz G. , 'Regeneration associated growth factor receptor and epithelial marker expression in lymphoid aggregates of ulcerative colitis ' (2010 ) 45 Scand. J. Gastroenterol. : 440 -448.

    • Search Google Scholar
  • Spisak, S., Galamb, B., Sipos, F. és mtsai: Applicability of antibody and mRNA expression microarrays for identifying diagnostic and progression markers of early and late stage colorectal cancer. Dis. Markers, 2010, 28 , 1–14.

    Sipos F. , 'Applicability of antibody and mRNA expression microarrays for identifying diagnostic and progression markers of early and late stage colorectal cancer ' (2010 ) 28 Dis. Markers : 1 -14.

    • Search Google Scholar
  • Spisák S., Galamb B., Wichmann B. és mtsai: Vastagbéldaganatok ellenanyag-microarray-vel kimutatott TMA-validált progressziós markerei. Orv. Hetil., 2009, 150 , 1607–1613.

    Wichmann B. , 'Vastagbéldaganatok ellenanyag-microarray-vel kimutatott TMA-validált progressziós markerei ' (2009 ) 150 Orv. Hetil. : 1607 -1613.

    • Search Google Scholar
  • Spisak, S., Guttman, A.: Biomedical applications of protein microarrays. Curr. Med. Chem., 2009, 16 , 2806–2815.

    Guttman A. , 'Biomedical applications of protein microarrays ' (2009 ) 16 Curr. Med. Chem. : 2806 -2815.

    • Search Google Scholar
  • Spisák S., Molnár B., Galamb O. és mtsai: Fehérjechipek elméleti alapjai és alkalmazási lehetőségük az orvosi diagnosztikában és kutatásban. Orv. Hetil., 2007, 148 , 1511–1520.

    Galamb O. , 'Fehérjechipek elméleti alapjai és alkalmazási lehetőségük az orvosi diagnosztikában és kutatásban ' (2007 ) 148 Orv. Hetil. : 1511 -1520.

    • Search Google Scholar
  • Siedlecki, P., Zielenkiewicz, P.: Mammalian DNA methyltransferases. Acta Biochim. Pol., 2006, 53 , 245–256.

    Zielenkiewicz P. , 'Mammalian DNA methyltransferases ' (2006 ) 53 Acta Biochim. Pol. : 245 -256.

    • Search Google Scholar
  • Eden, S., Cedar, H.: Role of DNA methylation in the regulation of transcription. Curr. Opin. Genet. Dev., 1994, 4 , 255–259.

    Cedar H. , 'Role of DNA methylation in the regulation of transcription ' (1994 ) 4 Curr. Opin. Genet. Dev. : 255 -259.

    • Search Google Scholar
  • Jones, P. L., Veenstra, G. J., Wade, P. A. és mtsai: Methylated DNA and MeCP2 recruit histone deacetylase to repress transcription. Nat. Genet., 1998, 19 , 187–191.

    Wade P. A. , 'Methylated DNA and MeCP2 recruit histone deacetylase to repress transcription ' (1998 ) 19 Nat. Genet. : 187 -191.

    • Search Google Scholar
  • Bai, A. H., Tong, J. H., To, K. F. és mtsai: Promoter hypermethylation of tumor-related genes in the progression of colorectal neoplasia. Int. J. Cancer, 2004, 112 , 846–853.

    To K. F. , 'Promoter hypermethylation of tumor-related genes in the progression of colorectal neoplasia ' (2004 ) 112 Int. J. Cancer : 846 -853.

    • Search Google Scholar
  • Kurkjian, C., Kummar, S., Murgo, A. J.: DNA methylation: its role in cancer development and therapy. Curr. Probl. Cancer, 2008, 32 , 187–235.

    Murgo A. J. , 'DNA methylation: its role in cancer development and therapy ' (2008 ) 32 Curr. Probl. Cancer : 187 -235.

    • Search Google Scholar
  • Ogino, S., Goel, A.: Molecular classification and correlates in colorectal cancer. J. Mol. Diagn., 2008, 10 , 13–27.

    Goel A. , 'Molecular classification and correlates in colorectal cancer ' (2008 ) 10 J. Mol. Diagn. : 13 -27.

    • Search Google Scholar
  • Toyota, M., Ahuja, N., Ohe-Toyota, M. és mtsai: CpG island methylator phenotype in colorectal cancer. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999, 96 , 8681–8686.

    Ohe-Toyota M. , 'CpG island methylator phenotype in colorectal cancer ' (1999 ) 96 Proc. Natl. Acad. Sci. USA : 8681 -8686.

    • Search Google Scholar
  • Chen, R. Z., Pettersson, U., Beard, C. és mtsai: DNA hypomethylation leads to elevated mutation rates. Nature, 1998, 395 , 89–93.

    Beard C. , 'DNA hypomethylation leads to elevated mutation rates ' (1998 ) 395 Nature : 89 -93.

    • Search Google Scholar
  • Baylin, S. B., Herman, J. G., Graff, J. R. és mtsai: Alterations in DNA methylation: a fundamental aspect of neoplasia. Adv. Cancer Res., 1998, 72 , 141–196.

    Graff J. R. , 'Alterations in DNA methylation: a fundamental aspect of neoplasia ' (1998 ) 72 Adv. Cancer Res. : 141 -196.

    • Search Google Scholar
  • Herman, J. G., Merlo, A., Mao, L. és mtsai: Inactivation of the CDKN2/p16/MTS1 gene is frequently associated with aberrant DNA methylation in all common human cancers. Cancer Res., 1995, 55 , 4525–4530.

    Mao L. , 'Inactivation of the CDKN2/p16/MTS1 gene is frequently associated with aberrant DNA methylation in all common human cancers ' (1995 ) 55 Cancer Res. : 4525 -4530.

    • Search Google Scholar
  • Garinis, G. A., Menounos, P. G., Spanakis, N. E. és mtsai: Hypermethylation-associated transcriptional silencing of E-cadherin in primary sporadic colorectal carcinomas. J. Pathol., 2002, 198 , 442–429.

    Spanakis N. E. , 'Hypermethylation-associated transcriptional silencing of E-cadherin in primary sporadic colorectal carcinomas ' (2002 ) 198 J. Pathol. : 442 -429.

    • Search Google Scholar
  • Murao, K., Kubo, Y., Ohtani, N. és mtsai: Epigenetic abnormalities in cutaneous squamous cell carcinomas: frequent inactivation of the RB1/p16 and p53 pathways. Br. J. Dermatol., 2006, 155 , 999–1005.

    Ohtani N. , 'Epigenetic abnormalities in cutaneous squamous cell carcinomas: frequent inactivation of the RB1/p16 and p53 pathways ' (2006 ) 155 Br. J. Dermatol. : 999 -1005.

    • Search Google Scholar
  • Mitomi, H., Fukui, N., Tanaka, N. és mtsai: Aberrant p16(INK4a) methylation is a frequent event in colorectal cancers: prognostic value and relation to mRNA expression and immunoreactivity. J. Cancer Res. Clin. Oncol., 2010, 136 , 323–331.

    Tanaka N. , 'Aberrant p16(INK4a) methylation is a frequent event in colorectal cancers: prognostic value and relation to mRNA expression and immunoreactivity ' (2010 ) 136 J. Cancer Res. Clin. Oncol. : 323 -331.

    • Search Google Scholar
  • Baylin, S. B., Herman, J. G.: DNA hypermethylation in tumorigenesis: epigenetics joins genetics. Trends Genet., 2000, 16 , 168–174.

    Herman J. G. , 'DNA hypermethylation in tumorigenesis: epigenetics joins genetics ' (2000 ) 16 Trends Genet. : 168 -174.

    • Search Google Scholar
  • Bibikova, M., Lin, Z., Zhou, L. és mtsai: High-throughput DNA methylation profiling using universal bead arrays. Genome Res., 2006, 16 , 383–393.

    Zhou L. , 'High-throughput DNA methylation profiling using universal bead arrays ' (2006 ) 16 Genome Res. : 383 -393.

    • Search Google Scholar
  • Lister, R., Pelizzola, M., Dowen, R. H. és mtsai: Human DNA methylomes at base resolution show widespread epigenomic differences. Nature, 2009, 462 , 315–322.

    Dowen R. H. , 'Human DNA methylomes at base resolution show widespread epigenomic differences ' (2009 ) 462 Nature : 315 -322.

    • Search Google Scholar
  • Zhou, D., Qiao, W., Wan, Y. és mtsai: Microarray-based methylation analysis using dual-color fluorescence hybridization. J. Biochem. Biophys. Methods, 2006, 66 , 33–43.

    Wan Y. , 'Microarray-based methylation analysis using dual-color fluorescence hybridization ' (2006 ) 66 J. Biochem. Biophys. Methods : 33 -43.

    • Search Google Scholar
  • Grunau, C., Clark, S. J., Rosenthal, A.: Bisulfite genomic sequencing: systematic investigation of critical experimental parameters. Nucleic Acids Res., 2001, 29 , E65–5.

    Rosenthal A. , 'Bisulfite genomic sequencing: systematic investigation of critical experimental parameters ' (2001 ) 29 Nucleic Acids Res. : E65 -5.

    • Search Google Scholar
  • Mohn, F., Weber, M., Schubeler, D. és mtsai: Methylated DNA immunoprecipitation (MeDIP). Methods Mol. Biol., 2009, 507 , 55–64.

    Schubeler D. , 'Methylated DNA immunoprecipitation (MeDIP) ' (2009 ) 507 Methods Mol. Biol. : 55 -64.

    • Search Google Scholar
  • Xiong, Z., Laird, P. W.: COBRA: a sensitive and quantitative DNA methylation assay. Nucleic Acids Res., 1997, 25 , 2532–2534.

    Laird P. W. , 'COBRA: a sensitive and quantitative DNA methylation assay ' (1997 ) 25 Nucleic Acids Res. : 2532 -2534.

    • Search Google Scholar
  • Galamb, O., Spisak, S., Sipos, F. és mtsai: Reversal of gene expression changes in the colorectal normal-adenoma pathway by NS398 selective COX2 inhibitor. Br. J. Cancer, 2010, 102 , 765–773.

    Sipos F. , 'Reversal of gene expression changes in the colorectal normal-adenoma pathway by NS398 selective COX2 inhibitor ' (2010 ) 102 Br. J. Cancer : 765 -773.

    • Search Google Scholar
  • Allen, N. P., Donninger, H., Vos, M. D. és mtsai: RASSF6 is a novel member of the RASSF family of tumor suppressors. Oncogene, 2007, 26 , 6203–6211.

    Vos M. D. , 'RASSF6 is a novel member of the RASSF family of tumor suppressors ' (2007 ) 26 Oncogene : 6203 -6211.

    • Search Google Scholar
  • Le Frere-Belda, M. A., Cappellen, D., Daher, A. és mtsai: p15(INK4b) in bladder carcinomas: decreased expression in superficial tumours. Br. J. Cancer, 2001, 85 , 1515–1521.

    Daher A. , 'p15(INK4b) in bladder carcinomas: decreased expression in superficial tumours ' (2001 ) 85 Br. J. Cancer : 1515 -1521.

    • Search Google Scholar
  • Zhang, Z., Huettner, P. C., Nguyen, L. és mtsai: Aberrant promoter methylation and silencing of the POU2F3 gene in cervical cancer. Oncogene, 2006, 25 , 5436–5445.

    Nguyen L. , 'Aberrant promoter methylation and silencing of the POU2F3 gene in cervical cancer ' (2006 ) 25 Oncogene : 5436 -5445.

    • Search Google Scholar
  • Piskurich, J. F., Youngman, K. R., Phillips, K. M. és mtsai: Transcriptional regulation of the human polymeric immunoglobulin receptor gene by interferon-gamma. Mol. Immunol., 1997, 34 , 75–91.

    Phillips K. M. , 'Transcriptional regulation of the human polymeric immunoglobulin receptor gene by interferon-gamma ' (1997 ) 34 Mol. Immunol. : 75 -91.

    • Search Google Scholar