一文搞明白“基因扩增、过度表达、基因融合检测”三者的异同

概 念

• 基因扩增（gene amplification）：在功能基因组学中常用gene duplication，即基因从一个拷贝变成两个或多个拷贝，既可能发生在同一染色体上，也可能发生在不同染色体上，而基因扩增直接影响是会导致基因的过度表达。
  
  

• 过度表达（overexpression）：基因的过度表达是指转录形成RNA的水平相对于正常条件显著增加，而RNA水平的上升会导致翻译蛋白的过度积累，即蛋白水平的过度表达。
  
  

• 基因融合（gene fusion）：两个或多个基因在DNA序列上发生了不同程度的拼接与融合，形成新的嵌合体基因（chimeric gene），执行新的生物学功能。参与融合的基因可能保留各自完整的序列，也有可能只是保留了各自序列的一部分。
  
  

三个概念的图解及常用检测技术

检测方式异同

• 基因扩增与基因融合：
  

基因扩增与基因融合导致的突变均是直接表现在DNA序列上的改变，因此常用的技术手段有DNA原位荧光探针标记（FISH），高通量DNA测序。而针对基因融合的检测，也常用高通量RNA测序，rtPCR与RNA microarray技术。

其中FISH是MET扩增常用检测方法，但扩增标准缺乏共识。

目前按照MET/CEP7比值分层，如下：

• 过度表达：
  
  

过度表达主要表现为基因转录和翻译后的产物累积，所以针对转录RNA水平的检测有高通量RNA测序，real-time PCR与RNA microarray技术。针对翻译后蛋白水平的检测，较为常用的是免疫组化技术（IHC），尤以癌症研究中常用。

作用效果异同

• 基因扩增：
  

基因扩增会直接导致基因的过度表达与蛋白水平的过度翻译，造成蛋白产物的累积，例如乳腺癌细胞中HER2基因扩增，会造成细胞表面HER2受体成百倍的增加。

• 基因融合：
  
  

基因融合后形成新的嵌合体基因，会导致细胞内异常蛋白过度表达积累，常见的例子为慢性粒细胞性白血病是由于BCR/ABL1融合基因表达嵌合体BCR/ABL1蛋白引起的。

• 过度表达：
  
  

但是造成基因或蛋白过度表达的因素很多，比如转录调控过度激活（NF-κB等），表观遗传修饰改变（DNA甲基化等）。同理，在进化上基因扩增提高了物种可塑性；而基因融合形成了新基因，产生新的生物学功能。

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