Pattern of gene expression in squamous cell carcinoma of head and neck - Chidchanok Leethanakul (Chulalongkorn University, 2000)
มะเร็งชนิดสความัสเซลล์บริเวณศีรษะและลำคอ พบได้บ่อยเป็นลำดับที่ 6 ในกลุ่มประเทศพัฒนาแล้ว โดยส่วนใหญ่บริเวณช่องปาก ริมฝีปาก กล่องเสียง และคอหอย จุดประสงค์ของการศึกษานี้ เพื่อที่จะอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงทางด้านพันธุกรรม ซึ่งมีผลต่อการเกิดมะเร็งชนิดนี้ และเพื่อใช้ความรู้นี้ในการค้นหา molecular marker ของการเป็นมะเร็ง ความคาดหวังจากการศึกษานี้ คือ นำผลที่ได้มาศึกษาต่อ เพื่อเอื้ออำนวยในการวินิจฉัยระยะเริ่มแรกของการเกิดมะเร็งชนิดนี้ และยังอาจจะเป็นประโยชน์ต่อการรักษาโรคนี้โดยการใช้ยา เพื่อการฆ่าทำลายเนื้อเยื่อมะเร็ง ความเป็นไปได้ในการที่จะศึกษาค้นคว้ารูปแบบการแสดงออกของยีน ในแต่ละระยะของโรคมะเร็งบริเวณศีรษะและคอ มักจะพบข้อจำกัดจากการที่เซลล์มะเร็งมีการปนเปื้อนกับเนื้อเยื่อปกติ แต่ในปัจจุบัน พัฒนาการของเทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น กล้องจุลทรรศน์ชนิดเลเซอร์ (Laser Capture Microdissection, LCM) ซึ่งมีคุณสมบัติในการแยกเซลล์เฉพาะออกจากเนื้อเยื่อปนเปื้อนอื่นๆ และนำเซลล์เฉพาะกลุ่มนั้นมาศึกษาการแสดงออกในระดับยีนหรือโปรตีนได้ ดังนั้นการศึกษานี้จึงได้นำกล้องจุลทรรศน์ชนิดเลเซอร์นี้ มาตัดแยกกลุ่มเซลล์สความัสเซลล์คาร์ซิโนมา ทั้งที่เป็นเซลล์มะเร็งและเซลล์ปกติจากเนื้อเยื่อ ที่ได้รับจากผู้ป่วยด้วยโรคมะเร็งชนิดสความัสเซลล์คาร์ซิโน มาบริเวณศีรษะและลำคอ โดยพบว่าการใช้เลเซอร์ในการผ่าตัดแยกเซลล์ประมาณ 5,000 เซลล์นั้น เพียงพอในการสกัด RNA (14.7-18.6 นาโนกรัม) เพื่อใช้ในการสังเคราะห์ cDNA probes และนำไป hybridize กับยีนที่เกี่ยวกับมะเร็งในคน ซึ่งเคลือบอยู่บนเยื่อแผ่น (membrane) จากนั้นนำผลที่ได้ไปเปรียบเทียบกับกลุ่มเซลล์ปกติ ซึ่งการศึกษานี้ พบว่ากลุ่มเซลล์มะเร็งมีการแสดงออกของยีนบางกลุ่ม เช่น cytokeratins ลดลง และมีการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของยีนในกลุ่มของ signal transducting และ cell cycle regulatory molecular growth และ angiogenic factors และ matrix degrading proteases นอกจากนั้นยังพบการแสดงออกของยีนในกลุ่ม Wnt และ notch ในกลุ่มเซลล์มะเร็ง ซึ่งอาจจะมีผลต่อการเกิดมะเร็งชนิดสความัสเซลล์คาร์ซิโนมา การทดลองนี้เป็นการนำกล้องจุลทรรศน์ชนิดเลเซอร์ มาใช้ในการเริ่มต้นดำเนินการค้นหายีนโดยการสร้าง cDNA Library จากกลุ่มเซลล์มะเร็งศีรษะและลำคอและเซลล์ปกติ ที่ได้รับจากเนื้อเยื่อที่ได้รับจากผู้ป่วยคนเดียวกัน RNA ที่สกัดได้จะถูกสังเคราะห์เป็น Blunt-ended, double strand cDNA โดยใช้ Oligo (dT) Reverse transcriptions และเพิ่มตัวเชื่อม (Linker) เพื่อทำให้ง่ายต่อการ Transform DNA เข้าสู่แบคทีเรียชนิด pAMP 10 แล้วทำการประเมินคุณภาพของ cDNA Library โดยการตรวจลำดับเบส (Sequencing) clones จำนวน 96 clones ที่ได้มาจากการสุ่มตัวอย่าง จากทั้ง 6 cDNA Library โดยพบว่า 76-96% ของ Sequencing ที่ได้นั้นเป็น Anonymous ESTs (25-48%), ยีนที่ทราบแล้ว (9-29%) และยีนใหม่ (27-51%) โดยมีการซ้ำกันของยีนและ Ribosomal RNA น้อยมาก ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ว่า Library เหล่านี้ มีคุณภาพดี และมีการค้นพบยีนตัวใหม่จำนวนมาก ประโยชน์ที่ได้จากการศึกษานี้ คือการประยุกต์ความรู้ไปค้นคว้าระบบกลไกการทำให้เกิดมะเร็งชนิดสความัสเซลล์คาร์ชิโนมาบริเวณศีรษะและลำคอ ดังนั้น cDNA library ทั้ง 6 Library นี้จึงถูกนำมาวิเคราะห์โดยการใช้ Bio-Informatic Tools และพบว่า cDNA Library 6 ชนิด คือ HN7 (normal) และ HN8 (well differentiated invaive carcinomas), HN9 (normal) และ HN10 (carcinoma in situ) HN11 (normal) และ HN12 (moderate to poorly differentiated invasive carcinomas) ประกอบไปด้วยยีนใหม่ที่ไม่เคยรายงาน จำนวน 138 ชนิด ผลที่ได้จากการวิเคราะห์ครั้งนี้ เป็นจุดเริ่มต้นในการที่จะศึกษาถึงรูปแบบเฉพาะของการแสดงออกของยีนในมะเร็งชนิดนี้ในระยะต่างๆ ได้ และได้มีการวิเคราะห์เพื่อใช้ในการศึกษาต่อไปโดยการใช้เทคโนโลยีของกล้องจุลทรรศน์ชนิดเลเซอร์ และ high throughput gene arrays ซึ่งมีผลต่อข้อมูลที่มีคุณภาพ และเกี่ยวข้องกับการที่จะทำให้เกิด มะเร็งชนิดสความัสเซลล์คาร์ซิโนมาบริเวณศีรษะและลำคอ นอกจากนี้ ผลจากการสร้าง cDNA Library นี้ ทำให้มีการค้นพบยีนใหม่อย่างน้อย 189 ชนิด ซึ่งอาจมีผลต่อพยาธิสภาพของมะเร็งชนิดสวามัสเซลล์คาร์ซิโนมาบริเวณศีรษะและลำคอ และอาจจะเป็นโมเลกุลตัวใหม่ที่สำคัญ สำหรับการวินิจฉัยมะเร็งในระยะเริ่มแรก หรืออาจเกี่ยวข้องต่อการรักษามะเร็งโดยเคมีบำบัด โดยข้อมูลและ DNA clones ที่ได้ทั้งหมดจากการศึกษานี้ ได้มีการการเผยแพร่ต่อสาธารณชน เพื่อใช้ในการวิจัยต่อไป