使用靶基因表达的线性组合评价细胞信号传导途径活性制造技术

本申请主要涉及至少基于在医学受试者的组织和/或细胞的提取样品中测量的细胞信号传导途径的一种或多种靶基因的表达水平，用于推断医学受试者的组织和/或细胞中的细胞信号传导途径的活性的具体方法，包含配置为执行此类方法的数字压缩机的仪器，和存储可通过数字处理装置执行此类方法的指令的非瞬时性存储介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】使用靶基因表达的线性组合评价细胞信号传导途径活性 本文描述的主题主要涉及生物信息学、基因组处理领域、蛋白质组学处理领域和 相关领域。 基因组和蛋白质组学分析已基本实现，且提出医学领域例如肿瘤学中的临床应用 的潜在希望，其中多种癌症已知与基因组突变/变异的特异性组合和/或特异性基因的高 或低表达水平相关，所述特异性基因在癌症的生长和进化例如细胞增殖和转移中起作用。 例如，Wnt信号传导途径影响细胞增殖的调节，并且是高度调节的。由于调节丧失导致的高 Wnt途径活性已与癌症关联，在所述癌症中有恶性结肠肿瘤。虽然不限于任何具体操作理 论，但认为恶性肿瘤细胞中的Wnt途径失调导致高Wnt途径活性，其依次又引起恶性结肠细 胞的细胞增殖，即结肠癌的传播。另一方面，例如在骨质疏松症的情况下，异常低的途径活 性也可能是有利的。 获得基因组和蛋白组学数据的技术在临床背景下已变得容易获得。例如，通过微 阵列的测量常规用于评价基因表达水平、蛋白质水平、甲基化等等。自动化的基因测序允许 DNA和mRNA中的遗传变异的成本有效的鉴定。在基因测序期间的mRNA水平的定量评价带 来作为用于评价基因表达水平的另一种临床工具的希望。 尽管(或可能是由于）这些进展，基因组和蛋白质组学分析的临床应用面临实质性 障碍-数据过载。例如，在单一临床样品中的可鉴定突变的数目可以是数以万计或更多的 数目。这些突变中的大多数是所谓的旁观者突变，而对癌症生长没有特殊贡献，并且仅少数 的确促成癌症生长和功能进化，并且这些呈现用于有效治疗的靶。单一微阵列可以生成数 以万计的基因的基因表达水平。如例如在选择正确疗法的应用中，处理这些大量数据以鉴 定临床上有用的信息是困难的。 -种方法是将分析限制于少数规范或标准化测试中，例如由美国食品和药物管理 局（FDA)批准的测试。在此类方法中，检测特异性指示物或指示物组合(例如突变和/或指 定的高或低基因表达水平)，以便对于所示疾病状况(例如特定类型的癌症）测试为"阳性"。 规范测试通过临床研究得到支持，所述临床研究已显示与疾病状况或治疗功效的强关联。 这种方法仅对于其已开发规范测试的那些临床状况有用，例如疾病的特异性诊断、或预测 在特异性癌症类型中在特异性阶段对药物的应答，并且也是刚性的，因为它仅可应用于规 范状况。 另一种方法基于基因组或蛋白质组学指示物的功能相关组的鉴定。例如，Wnt途 径包含蛋白质组学反应级联。这条链的主要组分包括(但不限于)Wnt信号传导蛋白质与细 胞的卷曲表面受体的结合，其引起蓬乱蛋白质家族的蛋白质活化，这依次又影响细胞核中 的转录因子例如基于连环蛋白/TCF4的蛋白质复合物的水平。这些转录因子依次又控 制革ElmRNA分子的转录，所述mRNA分子依次又翻译成Wnt途径的革E蛋白质。临床研究已显 示在Wnt途径的调节蛋白质和Wnt途径的活性之间的一些关联。 然而，由于信号传导途径例如Wnt途径的复杂性，将此类临床研究结果应用于特 定患者的诊断和临床评估是困难的。作为简单例子，其在Wnt途径中"上游"的蛋白质的表 达水平的测量可能无法检测在Wnt途径中"下游"的蛋白质的异常行为。认为Wnt途径包 括众多反馈机制，并且简化的"上游"和"下游"概念对于Wnt途径的很大部分可能无法应 用；更一般地，包含Wnt途径的蛋白质级联的一部分中的异常行为可能对蛋白质级联的其 他部分，以及作为整体的Wnt途径的活性具有或多或少的作用。再进一步地，在一些临床研 究中，关于信号传导级联的调节蛋白质的蛋白质表达水平通过测量基因的mRNA表达水平 进行评价，所述基因编码调节蛋白质。这是间接测量，其可能无法准确地评价调节蛋白质表 达水平，并且几乎不反映活性蛋白质的量(在特异性翻译后修饰如磷酸化后)。本专利技术潜在的主要问题因此是提供用于执行基因组和相应的蛋白质组学分析的 合适方法和工具。当研究本文提供的说明书、例子时，且特别当研究所附权利要求时，潜在 问题的具体方面以及与本专利技术结合的进一步目的变得显而易见。本专利技术提供了如本文公开的新的和改良的方法和仪器。 依照本专利技术的主要方面，上述问题通过使用靶基因表达的线性组合，用于评价细 胞信号传导途径活性的具体方法得到解决，所述具体方法即包括下述的方法： -至少基于在医学受试者的组织和/或细胞的提取样品中测量的细胞信号传导途径 的一种或多种靶基因的表达水平(特别是mRNA和/或蛋白质（活性)水平)，推断医学受试者 的组织和/或细胞中的细胞信号传导途径的活性，其中所述推断包括： 测定在医学受试者的组织和/或细胞的提取样品中的转录因子（TF)元件水平，该TF元 件控制细胞信号传导途径的一种或多种靶基因的转录，测定至少部分基于评估将细胞信号 传导途径的一种或多种靶基因的表达水平与TF元件的水平关联的数学模型，该模型至少 部分基于一种或多种靶基因的表达水平的一种或多种线性组合；和 基于在医学受试者的组织和/或细胞的提取样品中的TF元件水平，推断医学受试者的 组织和/或细胞中的细胞信号传导途径的活性；和 -基于医学受试者的组织和/或细胞中的细胞信号传导途径的推断活性，测定细胞信 号传导途径在医学受试者的组织和/或细胞中是否异常运行； 其中所述推断通过使用细胞信号传导途径的模型的数字处理装置来执行。 医学受试者可以是人或动物。此外，"靶基因"可以是"直接靶基因"和/或"间接 靶基因"（如本文描述的)。 优选的是这样的方法，其中对于一种或多种靶基因各自，提供在医学受试者的组 织和/或细胞的提取样品中测量的一种或多种表达水平，并且其中一种或多种线性组合包 含对于一种或多种靶基因提供的一种或多种表达水平的所有表达水平的线性组合。还优选的是这样的方法，其中对于一种或多种靶基因各自，提供在医学受试者的 组织和/或细胞的提取样品中测量的一种或多种表达水平，并且其中一种或多种线性组合 包含对于一种或多种靶基因各自包括加权项的线性组合，每个加权项基于对于相应的靶基 因提供的一种或多种表达水平的仅一种表达水平。还优选的是这样的方法，其中对于一种或多种靶基因各自，提供在医学受试者的 组织和/或细胞的提取样品中测量的一种或多种表达水平，其中一种或多种线性组合对于 一种或多种靶基因各自包含对于相应的靶基因提供的一种或多种表达水平的所有表达水 平的第一线性组合，并且其中该模型进一步至少部分基于对于一种或多种靶基因各自包括 加权项的进一步的线性组合，每个加权项基于对于相应的靶基因的第一线性组合。细胞信号传导途径可以是Wnt途径、ER(雌激素受体）途径、AR(雄激素受体）途 径或HH(Hedgehog)途径。 因此，根据一个优选实施方案，细胞信号传导途径包含Wnt途径、ER途径、AR途径 或HH途径。 特别优选的靶基因在下述文本段落以及下文实施例中描述(参见例如表1 - 9)。 因此，根据一个优选实施方案，靶基因选自表1或表6中列出的靶基因（对于Wnt 途径)，表2、表5或表7中列出的靶基因（对于ER途径)，表3或表8中列出的靶基因（对于 HH途径)，以及表4或表9中列出的靶基因（对于AR途径)。特别优选的是这样的方法，其中所述推断包括： 至少基于在医学受试者的组织和/或细胞的提取样品中测量的Wnt途本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：‑ 至少基于在医学受试者的组织和/或细胞的提取样品中测量的细胞信号传导途径的一种或多种靶基因的表达水平（20），推断医学受试者的组织和/或细胞中的细胞信号传导途径的活性，其中所述推断包括：测定在所述医学受试者的组织和/或细胞的提取样品中的转录因子（TF）元件水平（46），所述TF元件控制细胞信号传导途径的一种或多种靶基因的转录，所述测定至少部分基于评估将细胞信号传导途径的一种或多种靶基因的表达水平与TF元件的水平关联的数学模型（40‑1,...,40‑3），所述模型至少部分基于一种或多种靶基因的表达水平的一种或多种线性组合；和基于在所述医学受试者的组织和/或细胞的提取样品中测定的TF元件水平，推断所述医学受试者的组织和/或细胞中的细胞信号传导途径的活性；和‑ 基于所述医学受试者的组织和/或细胞中的细胞信号传导途径的推断活性，测定所述细胞信号传导途径在所述医学受试者的组织和/或细胞中是否异常运行；其中所述推断通过使用细胞信号传导途径的模型的数字处理装置（12）来执行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ范奥伊詹，WFJ维哈伊格，PA范德维伊，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL