[发明专利]染色体外DNA鉴定和使用方法

说明书

本发明部分地包括鉴定染色体外环状DNA(ecDNA)的方法以及鉴定和评估ecDNA与癌基因转录之间相互作用的方法。

相关申请

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2019年4月30日提交的美国临时申请No.62/840,735的权益，其全部内容通过引用整体并入本文。

政府利益

本发明在由国立卫生研究院(National Institutes of Health，NHI)授予的NCIP30CA034196、U54 DK107967、UM1 HG009409和R01 CA190121基金的政府支持下完成。政府对本发明享有一定的权利。

技术领域

在一些方面，本发明涉及鉴定染色体外环状DNA(extrachromosomal circularDNA，ecDNA)的方法和使用ecDNA评估靶基因转录的方法。

背景技术

染色体外DNA(extrachrosomal DNA，ecDNA)是染色体外环状染色质元件[Cox,D.et al.(1965)Lancet 1,55-58；Spriggs,A.I.et al.(1962)Br Med J 2,1431-1435]。最初通过显微成像被描述为在细胞核型中的“双微染色质体(double-minute chromatinbody)”[Cox,D.et al.(1965)Lancet 1,55-58]，ecDNA被认为是与体外耐药性相关的基因扩增模式[Spriggs,A.I.et al.(1962)Br Med J 2,1431-1435；deCarvalho,A.C.etal.(2018)Nat Genet50,708-717；Nathanson,D.A.et al.(2014)Science 343,72-76]。最近，发现ecDNA在原发性癌症中很常见[Xu,K.et al.(2018)Acta Neuropathol,doi:10.1007/s00401-018-1912-1]，并构成了癌基因扩增的真正机制和适应性储库[Turner,K.M.et al.(2017)Nature 543,122-125]。EcDNA可来源于染色体碎裂的(chromothriptic)基因组破碎(genome shattering)事件，并且因此可由数百个DNA片段组成[Ma,K.et al.(2012)Int JMol Sci 13,11974-11999]。其在癌细胞中的积累为响应于肿瘤微环境中的选择性压力以及响应于细胞毒性治疗剂提供了竞争优势[Spriggs,A.I.et al.(1962)Br Med J 2,1431-1435；Kohl,N.E.et al.(1983)Cell 35,359-367]。由不连贯的遗传模式导致的ecDNA水平的快速波动[Spriggs,A.I.et al.(1962)Br Med J 2,1431-1435]可能有助于肿瘤进化的机制。胶质母细胞瘤(Glioblastoma，GBM)是一种侵袭性脑肿瘤，在其中经常观察到ecDNA[Rausch,T.et al.(2012)Cell 148,59-71；Xue,Y.et al.(2017)Nat Med 23,929-937]。先前使用标准基因组方法对一组独特的GBM来源神经球培养物进行的分析检测到多个含有癌基因(包括EGFR、MYC和CDK4)的ecDNA[Spriggs,A.I.et al.(1962)Br Med J 2,1431-1435]。虽然已开始通过这些标准方法对ecDNA的存在及其结构信息进行表征，但尚未了解ecDNA被用于调节癌症进展以及被用于导致癌症耐药性的机制。

发明内容