作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2024/11/7 10:18:28
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癌症DNA环“密码”破解
揭示一种违反基本规律的新型遗传方式

 

美国斯坦福大学医学院团队及其国际合作者在《自然》杂志上发表了三篇研究论文,彻底改变了科学界对小DNA环(ecDNA)在人类癌症中所起作用的理解。这些研究详细阐述了ecDNA在近15000例癌症患者中的分布及对预后的影响,揭示了一种违反遗传学基本规律的新型遗传方式,并介绍了一种针对ecDNA的抗癌疗法。

ecDNA是细胞核内的一种小型环状DNA,上面携带着致癌基因。这些基因的存在可以加速癌细胞增长,帮助它们逃避细胞分裂的内部检查点,从而进一步促进肿瘤发展。

图左侧相互连接以促进癌细胞生长的ecDNA往往会在细胞分裂后被子细胞一起遗传。相比之下,图右侧随机遗传的ecDNA具有更多的遗传变异性,但刺激肿瘤生长的可能性较小。图片来源:美国斯坦福大学医学院

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过去,人们认为只有大约2%的肿瘤含有关键ecDNA。但2017年的一项研究表明,这些小环广泛存在于人类癌症中,并扮演了重要角色。2023年的进一步研究则证明,ecDNA的存在能够触发癌前细胞向癌症转化。

最新研究发现,17.1%的肿瘤含有ecDNA,而在经过靶向治疗或化疗等细胞毒性治疗后,ecDNA的存在更加普遍,并且与肿瘤转移和较差的整体生存率相关联。

在癌细胞分裂过程中,ecDNA的遗传方式与传统的孟德尔遗传规律相悖。ecDNA在细胞分裂时并不是随机分配给子细胞,而是作为一个整体被传递下去,这增加了肿瘤内细胞获得正确ecDNA组合的可能性,肿瘤内细胞因此更容易产生耐药性。

但团队发现,ecDNA的转录和复制过程之间存在矛盾。当这两个过程发生冲突时,分裂会暂停直至冲突解决。在此基础上,他们发现,阻断一种名为CHK1的重要检查点蛋白的活性,会导致实验室培养的含有ecDNA的肿瘤细胞死亡,小鼠肿瘤缩小。

新发现不仅为理解ecDNA在癌症中的作用提供了新视角,也为开发相关疗法带来希望。目前,CHK1抑制剂已经进入了早期临床试验阶段,有望为特定癌症患者带来新的治疗选择。

 
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