对组织学未分类的侵袭性肾细胞癌的分子分析揭示不同亚群

Molecular analysis of aggressive renal cell carcinoma with unclassified histology reveals distinct subsets.

作者信息Ying-Bei Chen, Jianing Xu, Anders Jacobsen Skanderup, Yiyu Dong, A Rose Brannon, Lu Wang, Helen H Won, Patricia I Wang, Gouri J Nanjangud, Achim A Jungbluth, Wei Li, Virginia Ojeda, A Ari Hakimi, Martin H Voss, Nikolaus Schultz, Robert J Motzer, Paul Russo, Emily H Cheng, Filippo G Giancotti, William Lee, Michael F Berger, Satish K Tickoo, Victor E Reuter, James J Hsieh
PMID27713405
发布时间2016-10-07
DOI10.1038/ncomms13131

实验完整度

高

包含靶向测序、RNA-seq、SNP芯片、FISH、免疫组化及细胞系功能实验(敲低、增殖、软琼脂克隆)等多层级验证。

主要模型

62例高级别原发性uRCC肿瘤组织 ACHN细胞系 LB996-RCC细胞系 293T细胞系

重点核对

肿瘤样本经三位泌尿生殖病理学家按WHO和ISUP标准重新审核确认为uRCC IMPACT靶向测序覆盖230个癌症相关基因,平均测序深度348×(肿瘤)和280×(正常) NF2缺失亚群通过SNP阵列(OncoScan)和三家探针FISH验证22q缺失 YAP1敲低后ACHN和LB996-RCC细胞的细胞周期和软琼脂克隆形成实验 MTOR L2427R和V2475M突变体在293T细胞中与HA-S6K共表达,检测mTORC1活性

摘要

组织学未分类的肾细胞癌(uRCC)在缺乏标准治疗的侵袭性非透明细胞肾细胞癌中占相当大比例。这些肿瘤的致癌驱动因素未知。本研究对62例高级别原发性uRCC进行分子分析,整合靶向癌症基因测序、RNA测序、单核苷酸多态性芯片、荧光原位杂交、免疫组化和基于细胞的实验。我们鉴定出29个基因的复发性体细胞突变,包括NF2(18%)、SETD2(18%)、BAP1(13%)、KMT2C(10%)和MTOR(8%)。综合分析揭示,26%的uRCC以NF2缺失、Hippo–YAP通路失调和较差生存为特征,而21%的uRCC伴有MTOR、TSC1、TSC2或PTEN突变及mTORC1信号过度激活,与较好的临床结局相关。FH缺陷(6%)、染色质/DNA损伤调节因子突变(21%)和ALK易位(2%)区分出其他病例。总之,本研究揭示了本uRCC队列中76%病例的不同分子亚群,可能具有诊断和治疗意义。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
组织学未分类的侵袭性肾细胞癌(uRCC)的致癌驱动因素和分子亚群是什么?
核心机制
uRCC存在不同的分子亚群:NF2缺失导致Hippo–YAP通路失调;MTOR、TSC1、TSC2或PTEN突变导致mTORC1信号过度激活;FH缺陷、染色质/DNA损伤调节因子突变和ALK易位定义其他亚群。
主要证据
对62例uRCC进行靶向测序、RNA-seq、SNP阵列、FISH和免疫组化,发现29个基因的复发性突变,并通过细胞实验验证YAP在NF2缺失细胞中的作用以及MTOR突变体的功能影响。
研究意义
揭示了uRCC的独特致癌通路,可能对未来罕见肾癌患者的诊断、发病机制和治疗选择具有意义。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

uRCC队列建立与病理复核

确保肿瘤分类准确,构建研究队列。

收集62例原发性uRCC肿瘤组织(冷冻或FFPE),由三位泌尿生殖病理学家按WHO和ISUP标准复核,排除MiTF家族易位等。

2

靶向基因测序鉴定突变谱

发现uRCC中的复发性体细胞突变。

使用IMPACT assay(230个癌症相关基因)对肿瘤和配对正常组织进行测序,鉴定复发性突变。

3

NF2缺失亚群的分子验证

验证NF2缺失和Hippo–YAP通路失调。

用SNP阵列分析22q拷贝数,FISH验证22q缺失,免疫组化检测NF2、YAP/TAZ和p-YAP,RNA-seq进行GSEA分析YAP/TAZ特征。

4

YAP功能验证的细胞实验

验证YAP在NF2缺失细胞中的功能重要性。

在ACHN和LB996-RCC细胞中敲低YAP1,检测细胞周期和软琼脂克隆形成。

5

mTORC1过度激活亚群的鉴定与功能验证

确定mTOR通路突变的功能影响和mTORC1活性。

鉴定MTOR、TSC1、TSC2、PTEN突变,构建MTOR L2427R和V2475M突变体,在293T细胞中与HA-S6K共表达,检测p-S6K和p-4EBP1,免疫组化检测p-4EBP1和p-S6。

6

其他分子亚群的鉴定

识别FH缺陷、ALK易位和染色质/DNA损伤调节因子突变亚群。

通过2SC和FH免疫组化、FISH检测ALK易位、IMPACT测序检测染色质/DNA损伤基因突变。

7

临床结局与分子亚群的关联分析

评估不同分子亚群的临床预后差异。

对分子亚群进行生存分析(无进展生存和癌症特异性生存)。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DNeasy血液和组织试剂盒Qiagen--
QIAamp DNA FFPE组织试剂盒Qiagen--
mirVana miRNA分离试剂盒Ambion--
Qubit荧光计ThermoFisher--
Bioanalyzer分析Agilent Technologies--
Illumina HiSeq测序仪Illumina--
Affymetrix OncoScan FFPE芯片Affymetrix--
Affymetrix GeneChip 3000系统Affymetrix--
TruSeq RNA样本制备试剂盒Illumina--
Illumina HiSeq2500测序仪Illumina--
Ventana Discovery系统Ventana Medical Systems--
Ventana Benchmark系统Ventana Medical Systems--
NF2抗体(D3S3W)Cell Signaling Technology--
YAP/TAZ抗体(D24E4)Cell Signaling Technology--
磷酸化YAP(Ser127)抗体(D9W2I)Cell Signaling Technology--
磷酸化S6(Ser235/236)抗体(D57.2.2E)Cell Signaling Technology--
磷酸化4EBP1(Thr37/46)抗体(236B4)Cell Signaling Technology--
2SC抗体Dr Norma Frizzell, Univ. of South Carolina--
FH抗体(克隆J-13)Santa Cruz Biotechnology--
INI1抗体(BAF47)BD Bioscience--
H3K36me3抗体(MABI-0333)Active MotifMABI-0333
ALK双色断裂探针Abbott Molecular--
荧光染料偶联dUTPEnzo Life Sciences Inc.--
Zeiss Axioplan 2i落射荧光显微镜Zeiss--
CV-M4+CL相机JAI--
QuikChange II XL定点突变试剂盒Agilent--
DMEM培养基Invitrogen--
RPMI 1640培养基Invitrogen--
IMDM培养基Invitrogen--
胎牛血清(FBS)Invitrogen--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
嘌呤霉素----
RNase A----
碘化丙啶(PI)----
FACSCalibur流式细胞仪Becton-Dickinson--
RIPA缓冲液----
完全蛋白酶抑制剂Roche--
磷酸酶抑制剂EMD/Millipore--
BCA试剂盒Pierce--
NuPAGE 4–12%凝胶Life Technologies--
Immobilon-P膜Millipore--
Western Lightning化学发光试剂PerkinElmer--
LAS-3000成像系统Fujifilm--
抗NF2抗体(ab88957)Abcamab88957
抗YAP1抗体(no. 12395)Cell Signaling Technology12395
抗pSer-127 YAP1抗体(no. 13008)Cell Signaling Technology13008
抗肌动蛋白抗体(A1978)SigmaA1978
抗pThr-389 S6K抗体(no. 9205)Cell Signaling Technology9205
抗HA抗体(12CA5)----
抗pSer-65 4EBP1抗体(no. 9451)Cell Signaling Technology9451
抗4EBP1抗体(no. 9452)Cell Signaling Technology9452
抗pSer 235/236 S6抗体(no. 4858)Cell Signaling Technology4858
抗S6抗体(no. 2217)Cell Signaling Technology2217
抗Flag抗体(F1804)SigmaF1804
抗RAPTOR抗体(no. 2280)Cell Signaling Technology2280

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
uRCC队列建立与病理复核
肿瘤样本来源(MSKCC原发性肾切除标本)、病理复核标准(WHO和ISUP)、肿瘤含量>70%
阅读提示:Methods 'Human tumour samples'小节
靶向基因测序
IMPACT assay基因列表(230基因)、输入DNA量(100–500 ng)、测序深度、配对正常样本可用性(61/62)
阅读提示:Methods 'Targeted sequencing and analysis'小节及Supplementary Data 1
NF2缺失亚群的分子验证
SNP阵列样本量(15例)、FISH探针设计、免疫组化抗体及评分方法、RNA-seq样本分组(4例NF2突变 vs 3例野生型)
阅读提示:Methods 'SNP array analysis'、'Immunohistochemistry'、'Fluorescence in situ hybridization'、'RNA-seq and GSEA'小节及Figure 2图注
YAP功能验证的细胞实验
ACHN和LB996-RCC细胞来源、shYAP1序列、嘌呤霉素筛选浓度(ACHN 2 μg/ml,LB996-RCC 1 μg/ml)、软琼脂实验细胞数(1×10^5)和实验周期(3周)
阅读提示:Methods 'Short hairpin RNA-mediated knockdown'和'Cell culture and in vitro assays'小节
mTORC1过度激活亚群的功能验证
MTOR突变体构建(L2427R和V2475M)、293T细胞转染条件(1.5 μg mTOR+50 ng S6K)、收集时间(48小时)、免疫组化p-4EBP1和p-S6评分
阅读提示:Methods 'Plasmids'、'Cell culture and in vitro assays'、'Immunohistochemistry'小节及Figure 3图注