线粒体DNA变异与云南肺癌人群相关性研究

【摘要】目的：研究线粒体DNA变异和云南肺癌人群的相关性方法：1)为了探讨云南肺癌人群的母系遗传背景,我们测定了79例云南肺癌患者(237份标本)的线粒体DNA控制区序列,将所获得的数据和剑桥参考序列比较,我们记录了云南肺癌患者的突变信息(包括种系突变和体细胞突变),根据线粒体DNA控制区的种系突变信息,我们参考已发表的东亚、东南亚和南亚人群的系统发育关系树,将研究的云南肺癌患者的线粒体DNA数据划分到了特定的单倍型类群。我们比较了云南肺癌人群的线粒体DNA单倍型类群和云南民族群体的线粒体DNA单倍型类群组份之间的差异。我们通过比较云南肺癌人群癌组织、癌旁正常组织和血样线粒体DNA控制区的序列,在有效区分线粒体种系突变的前提下,甄别出了云南肺癌人群线粒体DNA体细胞突变,并对其分布频率及其在线粒体DNA控制区基因组上的位置和分布规律进行了分析。在线粒体DNA数据库中对上述体细胞突变的情况进行了比对和筛查,对上述体细胞变异潜在的生物学功能进行了预测。2)鉴于线粒体DNA控制区全长约1122个碱基,仅占线粒体DNA基因组的1/15,因此很可能遗漏了位于编码区(约15.5kb)的突变,通过全基因组手段研究肺癌线粒体DNA的变异状况显得尤为必要。基于此,我们选取了其中10例肺癌患者的癌组织、癌旁正常组织和血样,并测定了上述10例患者的上述3种组织的线粒体DNA全基因组序列,通过和剑桥参考序列进行比较,我们获得了每位患者的线粒体DNA突变数据,通过比较同一患者的3份不同组织的数据和已发表的东亚人群的线粒体DNA全序数据,我们有效的区分了10例肺癌患者的种系突变和体细胞突变,我们对上述体细胞突变和种系突变进行了系统发育分析,构建了10例肺癌患者的线粒体DNA系统发育关系树。同时我们也对10例肺癌患线粒体DNA基因组上的体细胞突变频谱及规律进行了深入细致的分析,结合线粒体DNA数据库中体细胞突变和疾病关系数据库对上述突变在线粒体DNA致病性方面的潜在功能进行了预测。结果：1)基于线粒体DNA控制区研究的结果。我们通过对79例云南肺癌患者(237份标本)进行线粒体DNA控制区测序,获得了237份标本的线粒体DNA控制一区、二区和三区的突变信息,通过对237条序列进行了单倍型类群的划分,我们共得到了17个单倍型类群,分别为单倍型类群A、B、C、D、F、G、H、M*、M31、M7、M71、M9、N9、R9、R11、U和Z；其中南方高频单倍型类群B、F、M7、M71、M9、R9和R11在云南肺癌人群中占据了较高的频率；我们将云南肺癌人群和多个云南正常民族群体的单倍型类群组份进行了聚类分析,我们发现云南肺癌人群位于云南的纳西族、哈尼族和普米族之间。我们分析了不同单倍型类群对上述聚类关系的贡献,提示单倍型类群B和F对上述聚类关系产生了重要影响：通过统计分析云南肺癌人群和云南正常民族群体的单倍型类群,我们没有发现存在差异显著性的单倍型类群。我们在79例肺癌患者(237份肺癌人群的标本)中发现其中19例患者的线粒体DNA第一、第二和第三高变区序列中存在20个线粒体DNA体细胞突变,突变频率为24.05%(20/79),包括第一高变区的16092、16093、16189和16293和第二控制区的位点178、228、294、309、366,和第三改变区的420；我们发现位点309的频率最高,占据了其它体细胞突变的一半以上(11/20；55%),提示309位点的不稳定性可能和肺癌的发生存在相关性。我们通过克隆实验验证了上述体细胞突变的真实性。2)基于线粒体DNA全基因组研究的结果。通过比较同一患者不同组织线粒体DNA全基因组之间的差异性,我们在10例肺癌患者的癌症组织的全基因组中共筛查到了8个体细胞差异,分别为位点178、294、309+C、1149、8920、15635和16293,其中309+C位点出现2次。而上述8个差异主要分属于5个肺癌患者的肺癌组织的全基因组数据之中,我们后续的克隆实验进一步验证了上述体细胞突变的真实性；进一步分析发现其中具有体细胞突变的5个个体中,有3个个体的体细胞突变是发生在其控制区,而其中2个个体的体细胞突变是发生在编码区,位于编码区的3个体细胞突变分别发生于线粒体DNA的s-rRNA、ATP6和Cytb基因,提示线粒体DNA控制区更容易发生变异；我们发现在肺癌患者的体细胞突变中,尤其是其编码区突变则主要以杂合性突变为主,这和线粒体DNA的阈值效应呈现出一致的趋势；我们对线粒体DNA基因组上的突变进行系统发育分析发现,我们没有检测到单倍型类群界定相关的突变位点上发生体细胞突变的情况;为了进一步分析上述体细胞突变的致病性,我们在已有的数据库中对上述位点的致病性进行了比较,除了303-309区段中的309位置的C的插入可能存在较弱的疾病易感性,其它体细胞突变均无明显的易感性。结论：1)云南肺癌人群具有明显的南方人群的母系遗传特征；2)云南肺癌人群和云南正常民族群体比较发现,云南肺癌人群和云南正常民族群体无特殊的聚类关系；其中南方群体高频的单倍型类群B和F类群对上述聚类关系产生了重要的影响；3)在79例云南肺癌人群(237份标本)线粒体DNA控制区共检测到20个体细胞突变,其中309位点具有较高的频率,占所有体细胞突变的55%,提示线粒体DNA控制区有望作为肺癌诊断的可能分子标记；4)线粒体DNA控制区是肺癌体细胞突变的高发区；5)而杂合性是肺癌体细胞突变的重要遗传特征；6)单倍型类群界定相关的突变位点具有较高的保守型,无体细胞突变的发生。我们的结果提示,线粒体DNA控制区可以作为肺癌诊断的辅助性分子标记。
【作者】方育；
【导师】洪志鹏；
【作者基本信息】昆明医科大学，外科学，2014，博士
【关键词】肺癌；线粒体DNA；体细胞突变；系统发育分析；

【参考文献】
[1]陈晓敏.明代的土官与土司制度[D].复旦大学,历史地理学,2012,硕士.
[2]孙海英.国民革命时期中国共产党北伐观的多维透视[D].曲阜师范大学,中共党史,2004,硕士.
[3]方雅贤.饭店电子商务应用价值分析及发展战略研究[D].东北财经大学,旅游管理,2003,硕士.
[4]宋如意.基于黎曼流形上的优化方法求解稀疏PCA[D].复旦大学,计算数学,2012,硕士.
[5]陈蓉.公开选拔领导干部的程序研究[D].太原科技大学,诉讼法学,2013,硕士.
[6]张盾.基于环境知觉的居住区架空层景观设计研究[D].中南林业科技大学,风景园林（专业学位）,2014,硕士.
[7]章玉.基于数据挖掘的动态公交客流OD获取方法研究[D].北京交通大学,2010.
[8]徐曼.肺炎链球菌StkP蛋白疫苗研究[D].吉林大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[9]沈德旭.北京市水灾应急管理机制完善研究[D].中国地质大学（北京）,公共管理,2013,硕士.
[10]刘鑫.半固态液流电池性能的数值模拟研究[D].吉林大学,机械工程,2014,硕士.
[11]赵鹏.油酸通过PKC-LXR-LRH1途径调节载脂蛋白M的表达[D].苏州大学,心胸外科,2013,硕士.
[12]张剑,张巍,任少波,崔建海,刘运奎.偶氮基作为可离去导向基团辅助的C-H键定向硝化反应:区域专一性地合成邻苯二胺类化合物[J].有机化学.
[13]王湘中,喻寿益,贺素良,夏利锋.一种强引导进化型遗传算法[J].控制与决策,2004,07:795-798.
[14]吴言凤,吴正国,李华.基于自适应逆控制的有源滤波器的检测算法[J].控制与决策,2005,12:1419-1422.
[15]周永宏.OFDM调制信号时间同步及其测距技术研究[D].南京航空航天大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[16]王颜.肢体语言在泰国小学汉语教学中的应用[D].广西师范大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[17]胡启超.BP神经网络在专利价值评估中的应用研究[D].哈尔滨工业大学,国际贸易学,2013,硕士.
[18]陈安良.Zn_2SnO_4复合材料的制备及其在染料敏化电池上的应用研究[D].武汉理工大学,2013.
[19]邵亚男.混合煤气流量测量的在线修正[J].冶金自动化,2003,01:57-59.
[20]赵伟,江东.ODI与中国产业升级:机理分析与尝试性实证[J].浙江大学学报(人文社会科学版)预印本,2010,01:1-10.
[21]贾蓉蓉,宋昌,赵江红,朱珍平.爆炸法合成中空碳纳米颗粒[J].煤炭转化,2011,01:47-51.
[22]吴革明.基于石墨烯异质结的光电性能研究[D].北京有色金属研究总院,2014.
[23]杨莉.KB公司成品库存管理研究[D].长安大学,物流工程（专业学位）,2013,硕士.
[24]闻竹,刘龙,黄硕,徐小琳.媒介黄脱色微生物的筛选及其降解途径初探[J].石河子大学学报(自然科学版),2015,01:33-37.
[25]江曼.石墨烯、碳纳米管可饱和吸收体的制备及其用于被动调Q/锁模激光器的实验研究[D].西北大学,2013.
[26]李灿.石油装备类标书英译汉实践报告[D].河北大学,英语笔译,2014,硕士.
[27]王永福.模块化设计理论及其在桥式起重机设计中的应用[D].大连理工大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[28]张为学.型为μ~rl~t的（3，λ）-可分组设计的存在性[D].北京交通大学,运筹学与控制论,2012,硕士.
[29]郭慧丽.新马印华文教育的历史、现状与展望[D].河北师范大学,国际汉语教育,2012,硕士.
[30]徐刚,李忠义,张哲伟,张勇,陈继民,杜传军.电子输尿管软镜钬激光碎石治疗一期单通道经皮肾镜术后残石的安全性及疗效[J].中华腔镜泌尿外科杂志(电子版),2014,03:184-187.
[31]赵芝兰.补脑Ⅰ号对AD大鼠海马组织Aβ及突触后致密区蛋白表达影响的实验研究[D].贵阳中医学院,中西医结合临床,2012,硕士.
[32]郝芳.鄂尔多斯市基层工商所建设研究[D].内蒙古大学,公共管理,2014,硕士.
[33]彭雪琴1,史建俊1,彭伟立*2,唐伟2,谭成侠*1.嘧啶联吡唑甲酰胺类化合物的合成及除草活性[J].农药学学报,2015,02:.
[34]宋词.盛世才时期新疆妇女协会研究[D].新疆大学,中国近现代史,2013,硕士.
[35]王志超.某化工公司烃压缩机组的汽轮机的振动异常的分析与诊断[D].华东理工大学,动力工程,2014,硕士.
[36]王硕.中国外汇储备主权信用风险的测度研究[D].华中科技大学,西方经济学,2012,硕士.
[37]黄宗玉.类石墨烯二硫化钼的第一性原理研究[D].湘潭大学,2014.
[38]雷明越.基于三层架构的客车智能安全信息系统研究[D].西安工业大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[39]朱通.基于供应链金融的中小企业信用风险评价[D].浙江工业大学,2013.
[40]孔德娜.阿尔山市城市供水工程A项目经济评价研究[D].吉林大学,项目管理,2012,硕士.
[41]王永忠.基于OpenGL的虚拟机床建模与仿真[D].西北工业大学,机械电子工程,2004,硕士.
[42]石菲菲.高等职业院校人文素质教育研究[D].山东大学,高等教育学,2012,硕士.
[43]王林涛.盾构掘进姿态控制关键技术研究[D].浙江大学,机械电子工程,2014,博士.
[44]袁清泉.在体EPR波谱仪磁场与数据系统的研制[D].中国人民解放军军事医学科学院,辐射防护及环境保护,2013,硕士.
[45]张芳.柚皮素增强抗人DR5单抗对人肝癌细胞系HepG2的凋亡作用[D].新乡医学院,细胞生物学,2012,硕士.
[46]孙璐.商业银行内部治理审计研究[D].东北财经大学,2005.
[47]陈小莉,李世清,任小龙,强虹,吉春容,闫登明.大气NH_3浓度升高对不同氮效率玉米生理指标及生物量的影响[J].植物生态学报,2008,01:204-211.
[48]魏振铨.腹腔镜胃癌根治术后小量乳糜漏的影响因素分析[D].福建医科大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[49]徐玉珠.行政服务中心行政效能提升研究[D].华东理工大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[50]潘立涛.地井电磁接收机的数据采集与网络传输技术研究[D].中国地质大学（北京）,信息与通信工程,2014,硕士.