[发明专利]针对表观遗传学上沉默的肿瘤抑制基因的基因组筛选

说明书

[0001]根据U.S.C.第119条(e)(1)的规定，本申请要求美国序列号为60/362,577，归档日期为2002年3月7日的优先权，其所有内容都在此整入以供参考。

[0002]本发明的部分是受政府支持来完成，由国立卫生院提供CA84986-04号基金资助。因此美国政府可以享有这项发明的某些权利。

技术领域

[0003]本发明可以一般性地被认为是涉及检测癌细胞中表观遗传学上(epigenetically)沉默的肿瘤抑制基因的方法，更具体地说，是针对如食道癌或者头颈部癌症的诊断方法和治疗方法。

背景技术

[0004]虽然癌症一般被认为是由于遗传变化如一个基因的突变而导致的，但现在已经比较明确地认为不改变DNA序列的表观遗传学机制也可以导致癌症。最常见的表观遗传学上的变化就是由于基因序列甲基化而导致该基因的表达沉默，特别是在5′端上游的基因调控序列。在CpG二核苷酸中，特别是在CpG富含区(CpG岛)中，与鸟嘌呤相邻的胞嘧啶的甲基化常常参与高等真核生物的正常基因表达调控。举个例子，CpG岛的过度甲基化与某些印记基因的转录失活相关，这些基因就像女性X染色体上基因的一样失活。正常情况下不甲基化的CpG岛的异常甲基化也在一些株化(immortalized)细胞和癌化细胞中发现，而且这种甲基化还与人类癌症的某些特定的肿瘤抑制基因的转录失活有关。

[0005]与癌症相关的基因变化，包括使基因表达丧失或者表达出缺陷型基因产物的基因变化，以及表观遗传学机理，比如甲基化导致基因转录的沉默，为确定一个细胞是否易于失去生长控制，也就是说是否容易形成癌细胞提供了标记。比如，BRCA1基因的一个突变与乳腺癌相关。这样就可以对一个有家族乳腺癌历史的女性身上的细胞作诊断性测试，看看这位女性是否也有作为乳腺癌标记分子的BRCA1基因突变。前列腺特异性抗原(PSA)是标记分子的另外一个例子，它是前列腺癌的标记分子。虽然对于导致PSA表达的缺陷以及PSA在体内的正常功能都一无所知，但是不可否认PSA提供了一个极有价值的癌症标记分子，因为通过它就可以确定那些易于患前列腺癌或者是处在癌症早期的男性，这样就有可能引进有效的治疗。最近，一个细胞因子信号转导/受细胞因子诱导的SH2蛋白质家族成员的抑制子-SOCS-1基因的甲基化转录沉默在各种各样的癌细胞中都有发现，包括肝癌、多骨髓瘤和急性白血病。因此，用来检测SOCS-1基因甲基化状态的筛选分析就能够提供一些与这些癌症相关的诊断信息。

[0006]因为癌症是潜伏性较强的疾病，在病情恶化之前没有明显的临床特征和症状，标记分子的存在及其使用使得我们能够确定一个人是否易于患某种癌症，甚至作出癌症早期的检测，这是具有相当大医学价值的。可惜的是，对于大多数癌症，还没有这样的标记分子可以被利用。这样，许多癌症患者都只有在病情恶化到需要做化疗或者已经是无药可治的情况下才会寻求医学的帮助。因此，就有必要寻找到可以用来检测癌症细胞的标记分子。本发明就满足了这样一个需要，并且提供了额外的优点。

发明概述

[0007]本发明是涉及用来确定至少一个与癌症相关的表观遗传学沉默基因的方法。举一个例子来说明这样的方法是如何进行，在适合于核酸分子与阵列上的互补核苷酸序列发生选择性杂交的条件下，将代表一个基因组的核苷酸序列阵列和对应于在癌症细胞中表达的RNA分子的核酸分子接触，这些癌症细胞与至少一种能够重新激活表观遗传学沉默基因表达的试剂接触过；接着检测来自于与试剂接触过的癌细胞的核酸分子与阵列上核苷酸序列的亚组之间杂交量的增加，这种增加是相对于对应于这些癌细胞中表达的RNA的核酸分子与核苷酸序列的该亚组的至少一个核苷酸序列的杂交而言，在所述的条件下，可以认为选择性杂交量的增加确定了表观遗传学上沉默基因的重新激活表达。

[0008]和阵列上的核苷酸序列接触的对应于RNA的核酸分子可以是DNA或者RNA，也就是说包括例如cDNA、cRNA、mRNA或者任意其他可以代表一个细胞中表达的RNA的核酸分子。能够重新激活表观遗传学沉默基因的表达的试剂可以是脱甲基化试剂，如甲基转移酶抑制剂(如5-氮杂-2′-脱氧胞苷；5Aza-dC)，组蛋白去酰基化酶抑制剂(曲古抑菌素A；TSA)，或者是二者的组合。癌症细胞可以是肉瘤或者癌，比如食道癌细胞。