Tumorsuppressorgen-Identifizierung auf Chromosom 22q in astrozytären Tumoren

Abstract

Astrozytome und Glioblastome gehören zu den häufigsten primären Gehirntumoren im Erwachsenenalter. Mutationen und eine veränderte Genexpression sind an der Genese von Gehirntumoren beteiligt. Einige Veränderungen sind bereits identifiziert worden, wie z.B. Mutationen im TP53 Tumorsuppressorgen. Eine Vielzahl von Genen, die zur Tumorgenese beitragen, ist noch nicht bekannt. Die hohe Anzahl von Allelverlusten auf verschiedenen Chromosomen weist auf noch unbekannte Tumorsuppressorgene hin. Ein Verlust der Heterozygotie ( loss of heterozygosity , LOH) auf dem langen Arm von Chromosom 22 ist in astrozytären Tumoren mit einer Häufigkeit von 30 % beschrieben worden. Damit ergeben sich indirekte Hinweise, dass sich auf Chromosom 22 ein oder mehrere für Astrozytome wichtige, bisher unbekannte Tumorsuppressorgene befinden. Zur Identifizierung dieser potentiellen Tumorsuppressorgene wurde diese Studie durchgeführt. In einem ersten Schritt wurden 153 astrozytäre Tumore mit 11 polymorphen Mikrosatellitenmarkern untersucht, die den gesamten chromosomalen Arm 22q abdeckten. Insgesamt zeigten 49 Gliome (32 %) einen Allelverlust auf 22q. Davon hatten 17 Gliome (35 %) den gesamten chromosomalen Arm verloren und 32 Gliome (65 %) zeigten interstitielle Deletionen. Die Deletionsmuster von Tumoren mit interstitiellen Deletionen wurden dazu verwendet, gemeinsame Verlustzonen einzugrenzen. Dabei gelang die Identifizierung von zwei verschiedenen Deletionszonen. Einer centromeren Region (22q11.23-22q12) mit einer Größe von 3 Mb und einer telomeren Region (22q13.31-32) mit einer Größe von 2.7 Mb. Die Gene in diesen minimalen Verlustzonen wurden in einem zweiten Schritt mittels Internet-Datenbanken annotiert. Fünf Kandidatengene (MYO18B, DJ1042K10.2, MKL1, EP300 und BIK) wurden mittels SSCP auf Mutationen untersucht. Dieser Mechanismus der Tumorsuppressorgen-Inaktivierung konnte in den untersuchten Exonen ausgeschlossen werden. Zusätzlich wurden die Gene in den identifizierten Zonen einer Expressionsanalyse mittels Mikroarray unterzogen. Dabei wurden 10 Tumoren mit einem Allelverlust 22q mit 10 Tumoren ohne einen Allelverlust in ihrem Expressionsverhalten miteinander verglichen. Es wurden keine differentiell exprimierten Gene gefunden werden.

Astrocytomas and glioblastomas are the most frequent primary brain tumors in adults. Mutations and altered expressions of multiple genes have been found to contribute to the genesis of these tumors. However, many factors in the genesis of astrocytic gliomas are not resolved yet. The frequent losses on several chromosomes indicate the role of still unidentified tumor suppressor genes. Loss of Heterozygosity (LOH) on 22q has been described in up to 30% of astrocytic tumors and may be associated with progression to anaplasia. This study was undertaken to identify a potential tumor suppressor gene on chromosome 22q. In a first step, a series of 153 astrocytic gliomas was examined with 11 polymorphic markers spanning these regions. 49 (32%) astrocytic gliomas exhibited LOH on 22q, 17 (35%) of which lost heterozygosity for all markers and 32 (65%) of which carried interstitial deletions. Two regions were identified on the physical DNA sequence. The centromeric region spans 3 Mb and the telomeric region 2.7 Mb. The reduced size of these regions allowed direct analysis of all genes included. It was possible to exclude genetic alterations in five candidate genes from both regions: MYO18B, DJ1042K10.2, MKL1, EP300 and BIK. Additionally the genes within the identified regions were examined using microarray technique. Thus, 10 tumors with and without LOH 22q were compared based on their expression levels. A differential gene expression was not identified.