结直肠癌特异性甲基化诊断标志物筛选验证及机制研究
批准号:
82073643
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
赵亚双
依托单位:
学科分类:
非传染病流行病学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵亚双
中文摘要
结直肠癌诊断金标准为组织病理,具有侵入性。而外周血中标志物检测微创、依从性高。基因甲基化在癌症中广泛存在且具有肿瘤特异性。cfDNA甲基化可反映原发病灶情况,有巨大诊断潜力。然而现有研究发表的甲基化标志物均不具有肿瘤特异性。据此,本研究拟使用全基因组甲基化测序检测结直肠癌、肺癌、乳腺癌、胃癌和肝癌五种常见肿瘤及健康对照cfDNA甲基化水平,以TCGA等数据库分析构建的肿瘤特异性甲基化谱为辅助,筛选结直肠癌特异性甲基化标志物;进一步采用病例和非病例的诊断试验设计,用dPCR及qMSP等检测方法,在cfDNA中对所筛选特异甲基化基因进行评价验证,最终提出cfDNA中用于特异性诊断结直肠癌的基因甲基化标志物,以提高对已知和未知原发灶结直肠癌的诊断效率。并对结直肠癌有肿瘤特异性诊断作用但其机制不清楚的基因,研究其甲基化介导的基因表达异常在肿瘤中的作用,揭示其在结直肠癌中的表观遗传发生机制。
英文摘要
The current gold standard for colorectal cancer diagnosis is histopathology, which is invasive. Whereas, the detection of markers in peripheral blood is minimally invasive and highly compliant. Gene methylation is widely existed in cancer, with tumor-specific. cfDNA methylation can not only reflect the primary lesion, but also has great potential application value in the diagnosis of malignant tumors including colorectal cancer. However, all the methylation markers reported in published studies are not tumor-specific. Therefore, this study intends to use Whole-Genome Bisulfite Sequencing to detect the cfDNA methylation status of five common tumors of colorectal cancer, lung cancer, breast cancer, gastric cancer and liver cancer, and healthy controls; combining with the tumor-specific methyation spectrum constructed by public databases such as TCGA, to screen for colorectal cancer-specific methylation markers. We will further adopt case and non-case diagnostic test design, using digital PCR and qMSP detection methods to evaluate and verify the selected specific methylation genes in cfDNA. Finally, our study will propose specific gene methylation markers used in cfDNA diagnosis of colorectal cancer, to achieve the aim that improve the diagnosis efficiency of known and unknown primary colorectal cancer. For tumor-specific genes for diagnosis but with unclear mechanism in colorectal cancer, the role of methylation-mediated gene expression abnormalities in tumors will be studied to reveal their epigenetic mechanism in colorectal cancer.
本研究以结直肠癌的DNA甲基化标志物为切入点,系统性地筛选和验证了结直肠癌的诊断与预后标志物,并深入探讨了甲基化驱动基因PIGR和FAM3D在结直肠癌中的作用机制。研究背景基于结直肠癌高发病率与复杂分子机制,旨在发现新的生物标志物以改善诊断和预后评估。.主要研究内容包括:1)利用公共数据库(如TCGA和GEO)筛选结直肠癌特异性DNA甲基化标志物,并通过差异性甲基化分析、随机森林模型和ddPCR技术验证其诊断效果;2)基于单因素和多因素Cox模型筛选预后相关基因,构建预后模型并验证其预测能力;3)深入研究PIGR和FAM3D基因的甲基化状态、表达水平及其对结直肠癌细胞功能的影响,并探索其分子机制。.重要结果如下:1)筛选出15个结直肠癌组织特异性甲基化CpG位点,分布在8个基因上,通过ddPCR检测发现这些位点在结直肠癌患者cfDNA中具有较高的甲基化水平,诊断准确率达69.1%-86.7%,显示出良好的诊断潜力;2)基于高通量数据筛选出4个独立预后标志物的甲基化区域,构建的预后指数与患者不良预后相关,能提升TNM分期的预后预测效果;3)PIGR启动子区高甲基化与较短总生存期密切相关,PIGR过表达可抑制癌细胞增殖、迁移和侵袭,其关键位点为第743位酪氨酸残基;4)FAM3D启动子区高甲基化是结直肠癌的独立预后危险因素,其通过降低ATF4转录下调SESN2表达,激活mTORC1通路,促进结直肠癌进展。.本研究的科学意义在于:1)为结直肠癌的无创诊断提供了新的生物标志物和检测方法;2)揭示了PIGR和FAM3D在结直肠癌中的作用机制,为个性化治疗提供了新的靶点;3)通过多数据库验证和实验研究,进一步完善了结直肠癌的分子诊断和预后评估体系,对结直肠癌的防治具有重要意义。
外周血白细胞菌群与结直肠癌的关系及其机制初步研究
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批准号:82373668
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项目类别:面上项目
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资助金额:47万元
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批准年份:2023
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负责人:赵亚双
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依托单位:
胰岛素受体、降钙素基因相关肽及其受体通路基因甲基化和糖代谢与偏头痛的关系及其机制研究
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批准号:81773526
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项目类别:面上项目
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资助金额:45.0万元
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批准年份:2017
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负责人:赵亚双
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依托单位:
囊泡运输和Ras/MAPK信号转导通路基因甲基化水平与大肠癌发病及预后的关系
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批准号:81473055
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2014
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负责人:赵亚双
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依托单位:
PI3P/Akt通路基因的甲基化和相关miRNAs水平与乳腺癌发病和预后的关系
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批准号:81172743
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:赵亚双
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依托单位:
炎症反应TLR4信号传导途径及IL-23/IL-17轴基因多态及细胞因子与大肠癌的关系
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批准号:30972539
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2009
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负责人:赵亚双
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依托单位:
大肠癌主要错配修复基因分子流行病学研究
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批准号:30671801
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项目类别:面上项目
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资助金额:31.0万元
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批准年份:2006
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负责人:赵亚双
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依托单位:
不同形式人群大肠癌MSH6突变研究
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批准号:30371243
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项目类别:面上项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2003
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负责人:赵亚双
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依托单位:
国内基金
海外基金