방사성 유전체학
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방사선유전체학이라는 용어는 두 가지 맥락에서 사용된다: 방사선에 대한 반응과 관련된 유전자 변이의 연구(방사선 유전체학) 또는 암 이미징 특성과 유전자 발현 사이의 상관 관계(이미징 유전체학)를 참조하기 위해서이다.
방사선 유전체학
방사선 유전체학에서 방사선 유전체학은 방사선 치료에 대한 반응과 관련된 유전자 변이의 연구를 참조하기 위해 사용된다.단일 뉴클레오티드 다형과 같은 유전자 변이는 방사선 치료 [1][2][3]후 암 환자의 독성 발생 위험과 관련하여 연구된다.방사선 [4][5]치료에 대한 종양 반응의 유전체학 연구에도 사용된다.
방사선유전체학이라는 용어는 18년 이상 전에 Andreassen 등에 의해 만들어졌다.약물 [6]반응과 관련된 유전자 변이를 연구하는 약제유전체학(pharmacogenomics)과 유사하다.「West 등」을 참조해 주세요.(2005)[7] 및 Bentzen(2006)입니다.[8]
방사성 유전체 컨소시엄
2009년에는 [9][10]방사선 치료에 대한 반응과 유전자 변형을 연결하는 연구자들의 다원적 협업을 촉진하고 촉진하기 위해 방사선유전체학 컨소시엄(RGC)이 설립되었다.방사선유전학 컨소시엄(http://epi.grants.cancer.gov/radiogenomics/))은 국립보건원 국립암연구소(http://epi.grants.cancer.gov/radiogenomics/))[11]의 역학 및 유전학 연구 프로그램에서 지원하는 암 역학 컨소시엄이다.RGC 연구진은 최근 전립선암 [12]환자의 방사선 독성과 관련된 유전자 변형을 식별하는 메타 분석을 완료했다.
이미징게노믹스
방사선 이미지는 질병을 대규모로 진단하는 데 사용됩니다. 조직 이미징은 조직 병리학과 관련이 있습니다.DNA 마이크로어레이, miRNA, RNA-Seq를 포함한 게놈 데이터의 추가는 세포 게놈과 조직 스케일 이미징 사이에 새로운 상관관계를 만들 수 있게 한다.
이미징게노믹스의 실천과 응용
영상유전체학에서 방사선유전체학은 생검을 사용하지 않고도 질병, 특히 암의 유전체를 식별할 수 있는 영상바이오마커를 만드는 데 사용될 수 있다.MRI, CT 및 PET 영상 기능과 SAM, VAMPE 및 GSEA를 포함한 질병의 유전체 사이의 통계적으로 유의한 상관관계를 찾기 위해 고차원 데이터를 다루는 다양한 기술이 사용됩니다.
영상방사선유전학적 접근방식은 예후가 낮은 매우 공격적인 뇌종양인 교아세포종의 MRI 표현형 관련 유전학을 결정하는 데 성공적이라는[13] 것이 입증되었다.GBM의 첫 번째 대규모 MR 영상 마이크로RNA-mRNA 상관 연구는 2011년 진 외[14] 연구진에 의해 발표되었다. 간암에 대한 유사한 연구는 비침습 영상 특징에서 [15]간암 게놈의 상당 부분을 성공적으로 규명했다.스탠포드 대학의 Gevaert 등 연구진은 CT 스캔에서 비소세포 폐결절의 이미지 특징을 연결하여 공개적으로 이용 가능한 유전자 발현 [16]데이터를 활용하여 생존을 예측할 수 있는 가능성을 보여주었다.이 출판물은 영상과 유전체학 [17]간의 시너지를 논하는 사설과 함께 나왔다.최근 스탠포드 대학의 Mu Zhou 외 연구진은 의미 이미지 특징과 표준 분자 경로를 나타내는 메타겐 사이의 다중 연관성을 보여주었고, 이는 비소세포 [18]폐암의 분자 특성을 비침습적으로 식별할 수 있다는 것을 보여주었다.
현재 전립선암에 [19][20][21]대해 몇 가지 방사선 유전학 연구가 수행되고 있으며, 일부에서는 MRI 신호와 관련된 유전적 특징도 종종 더 공격적인 [22]전립선암과 관련이 있다고 지적하고 있다.MRI의 보다 가시적인 병변에서 발견된 유전적 특징에 대한 체계적 검토는 종양 억제제 PTEN의 상실을 발견한 여러 연구를 확인했으며, 세포-ECM [23]상호작용뿐만 아니라 세포 증식과 관련된 유전자 발현을 증가시켰다.이는 특정 유전적 특징이 MRI에서 볼 수 있는 궁극적으로 유체 이동에 영향을 미치는 세포 변화를 촉진한다는 것을 나타낼 수 있으며 이러한 특성은 주로 [23]예후 불량과 관련이 있다.mpMRI에서 볼 수 있는 전립선 종양 환자의 보다 위험한 유전자 변화, 조직학 및 임상 결과의 조합은 '임상적으로 유의한 암'의 정의가 적어도 부분적으로 mpMRI [24]발견에 기초해야 한다는 제안으로 이어졌다.
방사선 유전학적 접근법은 유방암에도 성공적으로 적용되었다.2014년, Mazurowski [25]등은 컴퓨터 비전 알고리즘을 사용하여 계산한 MRI의 증강 역학은 유방암 환자의 유전자 발현 기반 종양 분자 서브타입과 관련이 있음을 보여주었다.
방사선학과 유전체학 사이의 연관성을 연구하는 프로그램은 펜실베니아 대학 UCLA, MD Anderson 암 센터, 스탠포드 대학 및 텍사스 휴스턴의 베일러 의과대학에서 활발히 진행되고 있습니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Barnett GC, Elliott RM, Alsner J, Andreassen CN, Abdelhay O, Burnet NG, Chang-Claude J, Coles CE, Gutiérrez-Enríquez S, Fuentes-Raspall MJ, Alonso-Muñoz MC, Kerns S, Raabe A, Symonds RP, Seibold P, Talbot CJ, Wenz F, Wilkinson J, Yarnold J, Dunning AM, Rosenstein BS, West CM, Bentzen SM (2012). "Individual patient data meta-analysis shows no association between the SNP rs1800469 in TGFB and late radiotherapy toxicity". Radiother Oncol. 105 (3): 289–95. doi:10.1016/j.radonc.2012.10.017. PMC 3593101. PMID 23199655.
- ^ Barnett GC, Coles CE, Elliott RM, Baynes C, Luccarini C, Conroy D, Wilkinson JS, Tyrer J, Misra V, Platte R, Gulliford SL, Sydes MR, Hall E, Bentzen SM, Dearnaley DP, Burnet NG, Pharoah PD, Dunning AM, West CM (2012). "Independent validation of genes and polymorphisms reported to be associated with radiation toxicity: a prospective analysis study". Lancet Oncol. 13 (1): 65–77. doi:10.1016/S1470-2045(11)70302-3. PMID 22169268.
- ^ Talbot CJ, Tanteles GA, Barnett GC, Burnet NG, Chang-Claude J, Coles CE, Davidson S, Dunning AM, Mills J, Murray RJ, Popanda O, Seibold P, West CM, Yarnold JR, Symonds RP (2012). "A replicated association between polymorphisms near TNFα and risk for adverse reactions to radiotherapy". Br J Cancer. 107 (4): 748–53. doi:10.1038/bjc.2012.290. PMC 3419947. PMID 22767148.
- ^ Das, AK; Bell MH; Nirodi CS; Story MD; Minna JD (2010). "Radiogenomics predicting tumor responses to radiotherapy in lung cancer". Sem Radiat Oncol. 20 (3): 149–55. doi:10.1016/j.semradonc.2010.01.002. PMC 2917342. PMID 20685577.
- ^ Yard, Brian D.; Adams, Drew J.; Chie, Eui Kyu; Tamayo, Pablo; Battaglia, Jessica S.; Gopal, Priyanka; Rogacki, Kevin; Pearson, Bradley E.; Phillips, James (2016-04-25). "A genetic basis for the variation in the vulnerability of cancer to DNA damage". Nature Communications. 7: 11428. Bibcode:2016NatCo...711428Y. doi:10.1038/ncomms11428. ISSN 2041-1723. PMC 4848553. PMID 27109210.
- ^ Andreassen, CN; Alsner J; Overgaard J (2002). "Does variability in normal tissue reactions after radiotherapy have a genetic basis--where and how to look for it?". Radiother Oncol. 64 (2): 131–40. doi:10.1016/s0167-8140(02)00154-8. PMID 12242122.
- ^ West CM, McKay MJ, Hölscher T, Baumann M, Stratford IJ, Bristow RG, Iwakawa M, Imai T, Zingde SM, Anscher MS, Bourhis J, Begg AC, Haustermans K, Bentzen SM, Hendry JH (2005). "Molecular markers predicting radiotherapy response: report and recommendations from an International Atomic Energy Agency technical meeting". Int J Radiat Oncol Biol Phys. 62 (5): 1264–73. doi:10.1016/j.ijrobp.2005.05.001. PMID 16029781.
- ^ Bentzen, SM (2006). "Preventing or reducing late side effects of radiation therapy: radiobiology meets molecular pathology". Nat Rev Cancer. 6 (9): 702–13. doi:10.1038/nrc1950. PMID 16929324. S2CID 1190053.
- ^ West C, Rosenstein BS, Alsner J, Azria D, Barnett G, Begg A, Bentzen S, Burnet N, Chang-Claude J, Chuang E, Coles C, De Ruyck K, De Ruysscher D, Dunning A, Elliott R, Fachal L, Hall J, Haustermans K, Herskind C, Hoelscher T, Imai T, Iwakawa M, Jones D, Kulich C; EQUAL-ESTRO, Langendijk JH, O'Neils P, Ozsahin M, Parliament M, Polanski A, Rosenstein B, Seminara D, Symonds P, Talbot C, Thierens H, Vega A, West C, Yarnold J (2010). "Establishment of a Radiogenomics Consortium". Int J Radiat Oncol Biol Phys. 76 (5): 1295–6. doi:10.1016/j.ijrobp.2009.12.017. PMID 20338472.
{{cite journal}}
: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크) - ^ West, C; Rosenstein BS (2010). "Establishment of a radiogenomics consortium". Radiother Oncol. 94 (1): 117–8. doi:10.1016/j.radonc.2009.12.007. PMID 20074824.
- ^ "NCI EGRP".
- ^ Kerns, Sarah L; Fachal, Laura; Dorling, Leila; Barnett, Gillian C; Baran, Andrea; Peterson, Derick R; Hollenberg, Michelle; Hao, Ke; Narzo, Antonio Di; Ahsen, Mehmet Eren; Pandey, Gaurav; Bentzen, Søren M; Janelsins, Michelle; Elliott, Rebecca M; Pharoah, Paul D P; Burnet, Neil G; Dearnaley, David P; Gulliford, Sarah L; Hall, Emma; Sydes, Matthew R; Aguado-Barrera, Miguel E; Gómez-Caamaño, Antonio; Carballo, Ana M; Peleteiro, Paula; Lobato-Busto, Ramón; Stock, Richard; Stone, Nelson N; Ostrer, Harry; Usmani, Nawaid; Singhal, Sandeep; Tsuji, Hiroshi; Imai, Takashi; Saito, Shiro; Eeles, Rosalind; DeRuyck, Kim; Parliament, Matthew; Dunning, Alison M; Vega, Ana; Rosenstein, Barry S; West, Catharine M L (16 May 2019). "Radiogenomics Consortium Genome-Wide Association Study Meta-analysis of Late Toxicity after Prostate Cancer Radiotherapy". JNCI: Journal of the National Cancer Institute. 112 (2): 179–190. doi:10.1093/jnci/djz075. PMC 7019089. PMID 31095341.
- ^ Diehn, Maximilian; Nardini, Christine; Wang, David S.; McGovern, Susan; Jayaraman, Mahesh; Liang, Yu; Aldape, Kenneth; Cha, Soonmee; Kuo, Michael D. (2008). "Identification of noninvasive imaging surrogates for brain tumor gene-expression modules". Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (13): 5213–8. doi:10.1073/pnas.0801279105. PMC 2278224. PMID 18362333.
- ^ Zinn, Pascal O.; Mahajan, Bhanu; Sathyan, Pratheesh; Singh, Sanjay K.; Majumder, Sadhan; Jolesz, Ferenc A.; Colen, Rivka R. (2011). Deutsch, Eric (ed.). "Radiogenomic Mapping of Edema/Cellular Invasion MRI-Phenotypes in Glioblastoma Multiforme". PLOS ONE. 6 (10): e25451. Bibcode:2011PLoSO...625451Z. doi:10.1371/journal.pone.0025451. PMC 3187774. PMID 21998659.
- ^ Rutman, Aaron M.; Kuo, Michael D. (2009). "Radiogenomics: Creating a link between molecular diagnostics and diagnostic imaging". European Journal of Radiology. 70 (2): 232–41. doi:10.1016/j.ejrad.2009.01.050. PMID 19303233.
- ^ Gevaert, O.; Xu, J.; Hoang, C. D.; Leung, A.N.; Xu, Y.; Quon, A.; Rubin, D.L.; Napel, S.; Plevritis, S.K. (2012). "Non-small cell lung cancer: identifying prognostic imaging biomarkers by leveraging public gene expression microarray data--methods and preliminary results". Radiology. 264 (2): 387–96. doi:10.1148/radiol.12111607. PMC 3401348. PMID 22723499.
- ^ Jaffe, C. (2012). "Imaging and genomics: is there a synergy?". Radiology. 264 (2): 329–31. doi:10.1148/radiol.12120871. PMID 22821693.
- ^ Zhou, M.; Leung, A.; Echegaray, S.; Gentles, A.; Shrager, J.; Plevritis, S.; Rubin, D.L.; Napel, S.; Gevaert, O. (2017). "Non-Small Cell Lung Cancer Radiogenomics Map Identifies Relationships between Molecular and Imaging Phenotypes with Prognostic Implications". Radiology. 286 (1): 307–15. doi:10.1148/radiol.2017161845. PMC 5749594. PMID 28727543.
- ^ Houlahan, Kathleen E.; Salmasi, Amirali; Sadun, Taylor Y.; Pooli, Aydin; Felker, Ely R.; Livingstone, Julie; Huang, Vincent; Raman, Steven S.; Ahuja, Preeti; Sisk, Anthony E.; Boutros, Paul C. (July 2019). "Molecular Hallmarks of Multiparametric Magnetic Resonance Imaging Visibility in Prostate Cancer". European Urology. 76 (1): 18–23. doi:10.1016/j.eururo.2018.12.036. ISSN 1873-7560. PMID 30685078.
- ^ Li, Ping; You, Sungyong; Nguyen, Christopher; Wang, Yanping; Kim, Jayoung; Sirohi, Deepika; Ziembiec, Asha; Luthringer, Daniel; Lin, Shih-Chieh; Daskivich, Timothy; Wu, Jonathan (2018). "Genes involved in prostate cancer progression determine MRI visibility". Theranostics. 8 (7): 1752–1765. doi:10.7150/thno.23180. ISSN 1838-7640. PMC 5858498. PMID 29556354.
- ^ Purysko, Andrei S.; Magi-Galluzzi, Cristina; Mian, Omar Y.; Sittenfeld, Sarah; Davicioni, Elai; du Plessis, Marguerite; Buerki, Christine; Bullen, Jennifer; Li, Lin; Madabhushi, Anant; Stephenson, Andrew (September 2019). "Correlation between MRI phenotypes and a genomic classifier of prostate cancer: preliminary findings". European Radiology. 29 (9): 4861–4870. doi:10.1007/s00330-019-06114-x. ISSN 1432-1084. PMC 6684343. PMID 30847589.
- ^ Norris, Joseph M.; Simpson, Benjamin S.; Parry, Marina A.; Kasivisvanathan, Veeru; Allen, Clare; Ball, Rhys; Freeman, Alex; Kelly, Daniel; Kirkham, Alex; Whitaker, Hayley C.; Emberton, Mark (March 2020). "Genetic correlates of prostate cancer visibility (and invisibility) on multiparametric magnetic resonance imaging: it's time to take stock". BJU International. 125 (3): 340–342. doi:10.1111/bju.14919. ISSN 1464-410X. PMID 31600865.
- ^ a b Norris, Joseph M.; Simpson, Benjamin S.; Parry, Marina A.; Allen, Clare; Ball, Rhys; Freeman, Alex; Kelly, Daniel; Kim, Hyung L.; Kirkham, Alex; You, Sungyong; Kasivisvanathan, Veeru (2020-07-01). "Genetic Landscape of Prostate Cancer Conspicuity on Multiparametric Magnetic Resonance Imaging: A Systematic Review and Bioinformatic Analysis". European Urology Open Science. 20: 37–47. doi:10.1016/j.euros.2020.06.006. ISSN 2666-1683. PMC 7497895. PMID 33000006.
- ^ Norris, Joseph M.; Simpson, Benjamin S.; Freeman, Alex; Kirkham, Alex; Whitaker, Hayley C.; Emberton, Mark (2020). "Conspicuity of prostate cancer on multiparametric magnetic resonance imaging: A cross-disciplinary translational hypothesis". The FASEB Journal. 34 (11): 14150–14159. doi:10.1096/fj.202001466R. ISSN 1530-6860. PMC 8436756. PMID 32920937.
- ^ Mazurowski, M. A.; Zhang, J.; Grimm, L. J.; Yoon, S. C.; Silber, J. I. (2014). "Radiogenomic Analysis of Breast Cancer: Luminal B Molecular Subtype Is Associated with Enhancement Dynamics at MR Imaging". Radiology. 273 (2): 365–72. doi:10.1148/radiol.14132641. PMID 25028781.
추가 정보
- https://epi.grants.cancer.gov/radiogenomics/
- Kerns, Sarah L.; Dorling, Leila; Fachal, Laura; Bentzen, Søren; Pharoah, Paul D.P.; Barnes, Daniel R.; Gómez-Caamaño, Antonio; Carballo, Ana M.; Dearnaley, David P.; Peleteiro, Paula; Gulliford, Sarah L.; Hall, Emma; Michailidou, Kyriaki; Carracedo, Ángel; Sia, Michael; Stock, Richard; Stone, Nelson N.; Sydes, Matthew R.; Tyrer, Jonathan P.; Ahmed, Shahana; Parliament, Matthew; Ostrer, Harry; Rosenstein, Barry S.; Vega, Ana; Burnet, Neil G.; Dunning, Alison M.; Barnett, Gillian C.; West, Catharine M.L.; Radiogenomics, Consortium. (August 2016). "Meta-analysis of Genome Wide Association Studies Identifies Genetic Markers of Late Toxicity Following Radiotherapy for Prostate Cancer". EBioMedicine. 10: 150–163. doi:10.1016/j.ebiom.2016.07.022. PMC 5036513. PMID 27515689.
- Zinn, Pascal O.; Sathyan, Pratheesh; Mahajan, Bhanu; Bruyere, John; Hegi, Monika; Majumder, Sadhan; Colen, Rivka R. (2012). Lesniak, Maciej S (ed.). "A Novel Volume-Age-KPS (VAK) Glioblastoma Classification Identifies a Prognostic Cognate microRNA-Gene Signature". PLOS ONE. 7 (8): e41522. Bibcode:2012PLoSO...741522Z. doi:10.1371/journal.pone.0041522. PMC 3411674. PMID 22870228.
- Segal, Eran; Sirlin, Claude B; Ooi, Clara; Adler, Adam S; Gollub, Jeremy; Chen, Xin; Chan, Bryan K; Matcuk, George R; et al. (2007). "Decoding global gene expression programs in liver cancer by noninvasive imaging". Nature Biotechnology. 25 (6): 675–80. doi:10.1038/nbt1306. PMID 17515910. S2CID 10499664.
- Andreassen CN, Barnett GC, Langendijk JA, Alsner J, De Ruysscher D, Krause M, Bentzen SM, Haviland JS, Griffin C, Poortmans P, Yarnold JR (2012). "Conducting radiogenomic research - Do not forget careful consideration of the clinical data". Radiother Oncol. 105 (3): 337–40. doi:10.1016/j.radonc.2012.11.004. PMID 23245646.
- West, CM; Barnett GC (2011). "Genetics and genomics of radiotherapy toxicity: towards prediction". Genome Med. 3 (8): 52. doi:10.1186/gm268. PMC 3238178. PMID 21861849.
- Oh, JH; Kerns, S; Ostrer, H; Powell, SN; Rosenstein, B; Deasy, JO (2017). "Computational methods using genome-wide association studies to predict radiotherapy complications and to identify correlative molecular processes". Sci Rep. 7: 43381. Bibcode:2017NatSR...743381O. doi:10.1038/srep43381. PMC 5324069. PMID 28233873.
- Hall, William A.; Bergom, Carmen; Thompson, Reid F.; Baschnagel, Andrew M.; Vijayakumar, Srinivasan; Willers, Henning; Li, X. Allen; Schultz, Christopher J.; Wilson, George D.; West, Catharine M.L.; Capala, Jacek; Coleman, C. Norman; Torres-Roca, Javier F.; Weidhaas, Joanne; Feng, Felix Y. (June 2018). "Precision Oncology and Genomically Guided Radiation Therapy: A Report From the American Society for Radiation Oncology/American Association of Physicists in Medicine/National Cancer Institute Precision Medicine Conference". International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 101 (2): 274–284. doi:10.1016/j.ijrobp.2017.05.044. PMID 28964588.
- Lee, S; Kerns, S; Ostrer, H; Rosenstein, B; Deasy, JO; Oh, JH (2018). "Machine Learning on a Genome-wide Association Study to Predict Late Genitourinary Toxicity After Prostate Radiation Therapy". Int J Radiat Oncol Biol Phys. 101 (1): 128–135. doi:10.1016/j.ijrobp.2018.01.054. PMC 5886789. PMID 29502932.
- Johnson, K; Chang-Claude, J; Critchley, AM; Kyriacou, C; Lavers, S; Rattay, T; Seibold, P; Webb, A; West, C; Symonds, RP; Talbot, CJ; Consortium, Requite (Jan 2019). "Genetic variants predict optimal timing of radiotherapy to reduce side-effects in breast cancer patients". Clin Oncol (R Coll Radiol). 31 (1): 9–16. doi:10.1016/j.clon.2018.10.001. PMID 30389261.
- Mbah, C; De Ruyck, K; De Schrijver, S.; De Sutter, C.; Schiettecatte, K.; Monten, C.; Paelinck, L.; De Neve, W.; Thierens, H.; West, C.; Amorim, G.; Thas, O.; Veldeman, L. (2018). "A new approach for modeling patient overall radiosensitivity and predicting multiple toxicity endpoints for breast cancer patients". Acta Oncologica. 57 (5): 604–12. doi:10.1080/0284186X.2017.1417633. PMID 29299946.