Identification of novel gene highly expressed in pancreatic cancer

Abstract

[한글]

췌장암은 1년 생존율이 10%에 불과하고 5년 생존율이 1%에

불과하여 인체에 발생하는 다양한 암들 중에서 예후가 가장 불량한 암중 하나이다. 서양에서는 암환자 사망률의 4위를 차지하고 한국에서도 최근 10년간 2배의 발생율 급증을 보이고 있다. 암세포의 경우 세포의 유전자 중 일부에 이상이 발생하여 이들 유전자의 산물인 단백질의 특성이 바뀌고, 그 결과로 세포 성장 조절에 이상이 발생한다. 따라서 암의 원인, 성장 및 전이에 관여하는 주된 요인의 분자 생물학적 특성을 규명하는 것이 중요한데, EST를 통한 신규 유전자 발굴을 통해 새로운 표적 분자를 발견할 가능성이 높을 것으로 생각된다. 본 연구는 췌장암 환자들의 유전자 발현패턴을 microarray 분석자료를 바탕으로, 췌장암에서 높게 발현되는 미지의 유전자 조각(EST)을 선별, cloning하여 췌장암 관련 신규 유전자를 규명하는 것이다. 본 연구에서 수술로 절제된 정상조직과 암조직의 RNA와 Affymetrix GeneChip을 이용하여 oligonucleotide microarray를 시행하였다. Chip data를 MatLab 통계프로그램으로 p-value와 fold change 등을 계산하여, 유전자 발현 양상을 분석하였다. 532개의 EST 조각(p-value < 0.05, fold change > 1.2) 이 정상 췌장조직에 비해 췌장암에서 과발현 되였다. 이들 중 p-value가 0.01 이하이고, fold change가 2.0 이상, 6.0 이하인 EST 조각 101개를 선별하였다. 101개 EST 조각을 Affymetrix, Human Genome DataBase 와 NCBI database 의 검증을 거쳐, 현재까지 기능이 알려지지 않은 64개 EST를 최종 선택하였고, 이들의 full length cDNA cloning을 실시하였다. Human Placenta cDNA Library로부터 각각의 gene-specific primer을 이용하여 타겟 EST 클론을 찾았고, 시퀀싱하였다. 그 결과, 전체 cDNA length가 6875bp 되는, AT-32라 명명한 신규 유전자를 확보하였다. 여러 가지 public database와 생물정보학을 이용하여 후보 유전자 AT-32의 염기서열 분석 및 단백질 서열을 분석하여 그들의 예상 기능을 일차적으로 도출하였다. AT-32는 1161bp (from bp 72 to bp 1232) 크기의 open reading frame 을 갖고 있으며, 이는 387-amino acid 의 예상 단백질을 coding한다.특히 췌장암의 경우, 현재까지 이들 질환을 조기에 진단하거나 효과적으로 치료하기 위한 뚜렷한 방법이 없기 때문에 보다 효과적인 조기진단법 및 치료법의 개발이 요망되고 있다. 본 연구에서 발굴한 신규 유전자 AT-32는 향후 다양한 기능 관련 연구가 진행될 것이고, 종양발생과 발전의 mechanism의 규명에 중요한 정보를 제공할 것이라 생각된다. 또한 췌장암 조기진단 marker나 췌장암 치료 target 개발에도 정보를 제공할 것이다.

[영문]

To identify novel genes highly expressed in pancreatic cancer, we used bioinformatic analysis of expressed sequence tags (ESTs). ESTs are an excellent source of data for such studies using bioinformatic approaches because of the rich libraries and tremendous amount of data now available in the public domain. Sixty four ESTs were selected depending on fold change and p-value that were highly expressed in pancreatic cancer tissues compared to normal tissues from analysis of Affymetrix Human Genome U133 GeneChip set. Eight ESTs were tried to construct their full-length cDNAs using full-length cDNA library. As a result, one EST was successful for cloning, and then was sequenced to construct the full-length cDNA. In this way, a putative novel gene AT-32 highly expressed in pancreatic cancer was identified. The cDNA sequence was searched in several public databases to predict the open reading frame (ORF) and possible protein related information.In this study, in silico screening and experimental expression analysis were combined to select ESTs that are highly expressed in pancreatic cancer and identified one putative novel gene through cloning EST.