Mental retardation (MR) occurs in 2%–3% of the general population. Conventional karyotyping has a resolution of 5–10 million bases and detects chromosomal alterations in ∼5% of individuals with unexplained MR. The frequency of smaller submicroscopic chromosomal alterations in these patients is unknown. Novel molecular karyotyping methods, such as array-based comparative genomic hybridization (array CGH), can detect submicroscopic chromosome alterations at a resolution of 100 kb. In this study, 100 patients with unexplained MR were analyzed using array CGH for DNA copy-number changes by use of a novel tiling-resolution genomewide microarray containing 32,447 bacterial artificial clones. Alterations were validated by fluorescence in situ hybridization and/or multiplex ligation-dependent probe amplification, and parents were tested to determine de novo occurrence. Reproducible DNA copy-number changes were present in 97% of patients. The majority of these alterations were inherited from phenotypically normal parents, which reflects normal large-scale copy-number variation. In 10% of the patients, de novo alterations considered to be clinically relevant were found: seven deletions and three duplications. These alterations varied in size from 540 kb to 12 Mb and were scattered throughout the genome. Our results indicate that the diagnostic yield of this approach in the general population of patients with MR is at least twice as high as that of standard GTG-banded karyotyping. Mental retardation (MR) occurs in 2%–3% of the general population. Conventional karyotyping has a resolution of 5–10 million bases and detects chromosomal alterations in ∼5% of individuals with unexplained MR. The frequency of smaller submicroscopic chromosomal alterations in these patients is unknown. Novel molecular karyotyping methods, such as array-based comparative genomic hybridization (array CGH), can detect submicroscopic chromosome alterations at a resolution of 100 kb. In this study, 100 patients with unexplained MR were analyzed using array CGH for DNA copy-number changes by use of a novel tiling-resolution genomewide microarray containing 32,447 bacterial artificial clones. Alterations were validated by fluorescence in situ hybridization and/or multiplex ligation-dependent probe amplification, and parents were tested to determine de novo occurrence. Reproducible DNA copy-number changes were present in 97% of patients. The majority of these alterations were inherited from phenotypically normal parents, which reflects normal large-scale copy-number variation. In 10% of the patients, de novo alterations considered to be clinically relevant were found: seven deletions and three duplications. These alterations varied in size from 540 kb to 12 Mb and were scattered throughout the genome. Our results indicate that the diagnostic yield of this approach in the general population of patients with MR is at least twice as high as that of standard GTG-banded karyotyping.

For interpretation of quantitative gene expression measurements in clinical tumor samples, a normalizer is necessary to correct expression data for differences in cellular input, RNA quality, and RT efficiency between samples. In many studies, a single housekeeping gene is used for normalization. However, no unequivocal single reference gene (with proven invariable expression between cells) has been identified yet. As the best alternative, the mean expression of multiple housekeeping genes can be used for normalization. In this study, no attempt was made to determine the gold-standard gene for normalization, but to identify the best single housekeeping gene that could accurately replace the measurement of multiple genes. Expression patterns of 13 frequently used housekeeping genes were determined in 80 normal and tumor samples from colorectal, breast, prostate, skin, and bladder tissues with real-time quantitative RT-PCR. These genes included, large ribosomal protein, beta-actin, cyclophilin A, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, phosphoglycerokinase 1, beta-2-microglobin, beta-glucuronidase, hypoxanthine ribosyltransferase (HPRT), TATA-box-binding protein, transferrin receptor, porphobilinogen deaminase, ATP synthase 6, and 18S ribosomal RNA. Principal component analysis was used to analyze these expression patterns, independent of the level of expression. Our approach identified HPRT as the single best reference gene that could be used as an accurate and economic alternative for the measurement of multiple housekeeping genes. We recommend this gene for future studies to standardize gene expression measurements in cancer research and tumor diagnostics until a definite gold standard has been determined.

Microdeletions and microduplications, not visible by routine chromosome analysis, are a major cause of human malformation and mental retardation. Novel high-resolution, whole-genome technologies can improve the diagnostic detection rate of these small chromosomal abnormalities. Array-based comparative genomic hybridization allows such a high-resolution screening by hybridizing differentially labeled test and reference DNAs to arrays consisting of thousands of genomic clones. In this study, we tested the diagnostic capacity of this technology using approximately 3,500 flourescent in situ hybridization-verified clones selected to cover the genome with an average of 1 clone per megabase (Mb). The sensitivity and specificity of the technology were tested in normal-versus-normal control experiments and through the screening of patients with known microdeletion syndromes. Subsequently, a series of 20 cytogenetically normal patients with mental retardation and dysmorphisms suggestive of a chromosomal abnormality were analyzed. In this series, three microdeletions and two microduplications were identified and validated. Two of these genomic changes were identified also in one of the parents, indicating that these are large-scale genomic polymorphisms. Deletions and duplications as small as 1 Mb could be reliably detected by our approach. The percentage of false-positive results was reduced to a minimum by use of a dye-swap-replicate analysis, all but eliminating the need for laborious validation experiments and facilitating implementation in a routine diagnostic setting. This high-resolution assay will facilitate the identification of novel genes involved in human mental retardation and/or malformation syndromes and will provide insight into the flexibility and plasticity of the human genome.

To retrospectively compare transition zone (TZ) cancer detection and localization accuracy of 3-T T2-weighted magnetic resonance (MR) imaging with that of multiparametric (MP) MR imaging, with radical prostatectomy specimens as the reference standard.The informed consent requirement was waived by the institutional review board. Inclusion criteria were radical prostatectomy specimen TZ cancer larger than 0.5 cm(3) and 3-T endorectal presurgery MP MR imaging (T2-weighted imaging, diffusion-weighted [DW] imaging apparent diffusion coefficient [ADC] maps [b < 1000 sec/mm(2)], and dynamic contrast material-enhanced [DCE] MR imaging). From 197 patients with radical prostatectomy specimens, 28 patients with TZ cancer were included. Thirty-five patients without TZ cancer were randomly selected as a control group. Four radiologists randomly scored T2-weighted and DW ADC images, T2-weighted and DCE MR images, and T2-weighted, DW ADC, and DCE MR images. TZ cancer suspicion was rated on a five-point scale in six TZ regions of interest (ROIs). A score of 4-5 was considered a positive finding. A score of 4 or higher for any ROI containing TZ cancer was considered a positive detection result at the patient level. Generalized estimating equations were used to analyze detection and localization accuracy by using ROI-receiver operating characteristics (ROC) curve analyses for the latter. Gleason grade (GG) 4-5 and GG 2-3 cancers were analyzed separately.Detection accuracy did not differ between T2-weighted and MP MR imaging for all TZ cancers (68% vs 66%, P = .85), GG 4-5 TZ cancers (79% vs 72%-75%, P = .13), and GG 2-3 TZ cancers (66% vs 62%-65%, P = .47). MP MR imaging (area under the ROC curve, 0.70-0.77) did not improve T2-weighted imaging localization accuracy (AUC = 0.72) (P > .05).Use of 3-T MP MR imaging, consisting of T2-weighted imaging, DW imaging ADC maps (b values, 50, 500, and 800 sec/mm(2)), and DCE MR imaging may not improve TZ cancer detection and localization accuracy compared with T2-weighted imaging.http://radiology.rsna.org/lookup/suppl/doi:10.1148/radiol.12120281/-/DC1.