生物信息学新方法鉴定乳腺癌增强子并分析其潜在功能

乳腺癌是威胁女性生命的一大危险因素。激活与癌症发生发展和细胞多能性相关的增强子或抑制维持细胞命运的增强子均可导致“细胞身份危机”,使细胞趋向去分化状态进而癌变。本研究运用新的生物信息学方法,通过深入分析癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)数据库的乳腺癌全转录组测序数据,鉴定乳腺癌相关增强子并量化增强子RNA(enhancer RNA,eRNA),预测其对靶基因的调控活性,同时探讨活性异常增强子在乳腺癌发生发展过程中的潜在作用。在112对乳腺癌患者的肿瘤与癌旁组织中鉴定得到47921个eRNAs,其中4830个eRNAs在肿瘤和癌旁组织间存在显著的表达差异,有666个差异表达eRNA的增强子位点与已知的乳腺癌相关基因组变异位点重叠。通过计算转录因子与增强子位点结合的亲和力发现部分增强子突变位点可能导致转录因子亲和力改变,影响增强子活性及其对下游基因的表达调控。通过稀疏优化模型预测增强子与靶基因的调控关系,进一步评估异常增强子对乳腺癌相关基因表达的影响。综合上述分析,本研究提供了一种新的分析流程,系统分析了乳腺癌相关增强子,发掘了乳腺癌增强子相关的非编码基因组突变、增强子和癌/抑癌基因之间的关联,有助于了解乳腺癌的发生发展机制,并提供潜在的治疗靶点。