[发明专利]5-羟甲基胞嘧啶和5-甲酰胞嘧啶在肝细胞癌预后评估中的应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，具体是5‑羟甲基胞嘧啶和5‑甲酰胞嘧啶在制备肝细胞癌预后评估试剂或试剂盒中的应用。本发明发现，与癌旁组织相比，HCC组织中不仅基因组5hmC总含量较低，5fC的含量也降低。HCC基因组DNA中5hmC和5fC含量都降低的患者预后较差，易复发易转移。HCC组织中5hmC或5fC含量较低的患者与较高的患者相比具有较差的无病生存和整体生存率。本发明为肝细胞癌提供了新的预后评估方法。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地说，是5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcysotine，5hmC)和5-甲酰胞嘧啶(5-formylcytosine，5fC)在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)预后评估中的应用。

背景技术

胞嘧啶第五位碳原子上的甲基化是一种重要的DNA表观遗传修饰(5mC)，以全基因组低甲基化以及局部高甲基化为特点的异常的DNA甲基化多见于不同类型的癌症，这与肿瘤的起始与发展密切相关。

研究表明，5mC的氧化衍生物，即5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcysotine，5hmC)、5-甲酰胞嘧啶(5-formylcytosine，5fC)和5-羧基胞嘧啶(5-carboxylcytosine，5caC)的存在是一种动态过程，具有各自特有的调节功能，而不是仅仅作为一种DNA去甲基化的中间体。

近年来，研究发现，在哺乳动物的基因组中存在5hmC，并且，5hmC是由TET酶家族(TETs，包括TET1，TET2和TET3)及其辅因子α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid，α-KG)和O₂的催化作用下，由5mC氧化而生成。在全基因组中，5hmC的含量5mC低约一个数量级。已有的研究表明，全基因组中5hmC含量在肿瘤组织中呈现整体的下降。尽管人们认为这或许是由于Tets基因的突变或TET酶的低表达，但对其深入机制的理解依然缺乏。

另外，我们(参考文献：He YF,Li BZ,Li Z,et al.Tet-mediated formation of5-carboxylcytosine and its excision by TDG in mammalian DNA.Science 2011；333:1303-7.)及其他人的研究发现，5hmC可以被TET酶进一步氧化生成5fC(5-formylcytosine)和5caC(5-carboxylcytosine)，这二者在哺乳动物中分别比5hmC的含量低2或3个数量级。5fC和5caC可被TDG(thymine DNA glycosylase)酶移除，并被未修饰的胞嘧啶取代，从而形成完整的主动去甲基化过程。在肿瘤细胞基因组中是否有5fC和5caC含量的变化尚无报道。

5hmC、5fC和5caC在基因组中特异的生理功能还不清楚，而一系列的证据显示，这些氧化胞嘧啶不是一种酶催化的一过性的DNA去甲基化中间体，而是一种被整合在基因组DNA中的、稳定的修饰状态，可以在哺乳动物基因组中发挥独特而各异的调节功能。例如，对5fC进行全基因组分析发现，5fC在活跃的增强子处富集，揭示5fC在表观遗传效应(epigenetic priming)中可能发挥作用；5hmC、5fC或5caC众多的阅读因子(readers)被鉴定出来，包括转录调节因子，DNA修复因子和染色体调节因子。因而，5hmC、5fC或5caC可以通过招募它们独特的结合因子(binders)或阅读因子，发挥不同的表观遗传信号的功能。而且，5fC和5caC或许还可降低RNA聚合酶II的转录效率以及结合的特异性。

肝细胞癌(HCC)是全世界第六个最常见癌症，也是第三个癌症最频发的死亡原因，每年约500,000-600,000名患者死亡。乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒是HCC的主要诱因。大体来看，亚非国家，尤其是中国，HBV致癌处于主导地位。

发明内容