肿瘤的发生可以看做是体细胞变异累计的结果,按照所有的变异都正向驱动肿瘤发展的假设,患者包含的体细胞变异越多,其肿瘤发展会越快,然而从基因组测序的结果来看,驱动突变的基因通常是相互排斥的,也就是说如果两个驱动突变的基因同时发生,肿瘤的发展反而会被抑制 ,只出现一个时,则驱动肿瘤的发展。
与互斥模式相反,驱动基因间也会存在协同模式,两个协同的驱动突变往往同时发生,共同促进肿瘤的发展,
按照协同和互斥的作用模式,将突变分为以下两类
- co-occurencing mutations
- mutually exclusive mutations
互斥的驱动基因往往共享相同的pathway, 其可能的作用模式如下
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oncogene1和oncogene2两个驱动基因同时表达, 过度激活ERK通路, 其靶蛋白的过量表达,诱导细胞的衰老和死亡,从而抑制肿瘤发展进程。
驱动基因的互斥可以反映在oncoplot图上,示意如下
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不同类型的肿瘤并不会共享某种驱动基因,驱动基因的突变往往只在某种特定肿瘤或者其亚型中表达。在进行互斥性分析时,最经典的分析方法是费舍尔精确检验,示意如下
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对基因两两之间进行分析,按照有无突变构建2X2的列联表,通过费舍尔精确检验计算显著性。在cBioPortal中,也给出了驱动基因间的互斥分析结果, 示意如下
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通过研究肿瘤驱动基因的互斥模式,有助于寻找肿瘤致病通路,对于肿瘤研究意义重大。
原文 肿瘤驱动基因的协同和互斥模式
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