多重置换扩增应用于肿瘤研究及临床的新进展

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【摘要】 多重置换扩增(multiple displacement amplification,MDA)作为一种新近的全基因组扩增(whole genome amplification,WGA)技术,能高效地获得均衡、稳定的大量DNA产物,从而满足多种研究对大量DNA的需求。因此MDA可用于处理有限的临床样本的基因组DNA,在肿瘤学的标志基因定位、杂合性缺失及临床诊断等方面得到应用。

【关键词】 全基因组扩增;多重置换扩增;肿瘤

1 多重置换扩增原理及特点

多重置换扩增已被证明既可应用于环状DNA模板扩增[4]也可被用于线性DNA模板[1]。多重转换扩增是一种非PCR,等温不需要经过热循环的基因扩增技术。使用独特的Phi 29 DNA聚合酶,对于模板有很强的模板结合能力,能连续扩增100 kb的DNA模板而不从模板上解离,平均片段长度>10 kb[2]。

多重置换扩增具有能直接分离样本和纯化样本均适用[3]、产量高且有长度保证[4]和无位点扩增误差等特点[5],保证了扩增产物的质量。

2 多重置换扩增应用于肿瘤研究及临床应用

多重置换扩增最先被应用于人类全基因组扩增[6],此后被更多地应用于真核细胞的研究,包括基因组测序和人类及灵长类的基因分型[7]、法医学中对低拷贝数DNA检验和混合斑中精子DNA扩增进行STR分型[8]等。以下将对多重置换扩增的肿瘤研究及临床的最新应用进展作详细说明。

2.1 肿瘤基因组学研究 MDA对于基因组或基因片段的均衡高效扩增用于癌症基因组学研究非常合适。因为为克服癌症细胞异质性,使实验结果准确可靠,常利用显微切割技术特异地选择靶细胞,所以获得的细胞数量有限。利用MDA对其进行扩增,即可得到足量DNA产物,从而满足基因组学高能量分析折需要。目前应用激光捕获显微切割(laser capture Microdissection,LCM)、MDA和微阵列比较基因组杂交(array-comparative genomic hybridization,aCGH)三项技术联合应用于癌症基因组学的研究。如研究前列腺癌的染色体变化,致力于发现早期前列腺癌[10];家族性胰腺癌及其癌前病变的全基因组等位基因的测定[11];国内亦有对于胃癌[12]、贲门癌[13]的杂合性丢失(1oss of heterozygosity,LOH)和抑癌基因的研究。

2.2 肿瘤流行病学研究 多重置换扩增可直接从全血、口腔细胞、组织培养细胞、血沉棕黄层细胞均匀地扩增人类基因组[3],因此可利用简单的样本进行大规模的肿瘤流行病学研究,对于明确肿瘤分型、人群发病情况等流行学特征有意义。如扩增口腔试子细胞DNA研究用于种群的乳腺癌基因分型[14]。

2.3 肿瘤的临床诊断应用 肿瘤基因组学中的LOH和微卫生不稳定性(microsatellite instability ,MSI)已经在多种恶性肿瘤中得到证实,如非小细胞肺癌、肾细胞癌、膀胱癌、乳腺癌、结肠癌、恶性黑色素瘤及口腔癌等[9]。目前,分析肿瘤细胞染色体上的LOH情况,已成为检测抑癌基因失活和定位新的抑癌基因的重要手段之一。由此可成为特异的肿瘤基因标志,进而设计出相应的临床诊断实验。

如扩增分析血清中DNA通过多位点杂合丢失诊断头颈部肿瘤[9];早期前列腺癌的诊断研究[10];对家族性胰腺癌及其癌前病变的诊断及预后研究[11];对临床样本线的粒体DNA进行扩增通过点突变进行癌症的诊断[15]。

3 结论和展望

综上所述,多重置换扩增作为一种高效、完整、均衡的全基因组扩增技术,其在肿瘤学研究和临床的应用潜力已被人们发觉。而MDA本身也一直进行技术改进,如选择MDA和填充片段MDA。通过与其他技术的联合应用,可以获得更优质的样本,从而提升肿瘤基因学的研究水平。同时,MDA为肿瘤的初筛实验和早期确诊实验提供了新希望,提高患者的生存率和生活质量。但目前利用MDA的临床诊断实验尚不多见,还有待于进一步研究。

参 考 文 献

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