液體活檢檢測(cè)所有癌癥的表觀遺傳特征

你是否患有癌癥?這個(gè)看似簡單的問題可以通過一個(gè)簡單的測(cè)試來回答，這個(gè)測(cè)試只尋找一種DNA簽名，一種出現(xiàn)在每一種癌癥中的表觀遺傳模式。更妙的是，這項(xiàng)測(cè)試是針對(duì)循環(huán)的游離DNA，即在容易獲得的體液中漂移的分子片段。也許最好的是，這項(xiàng)測(cè)試并不依賴于像DNA測(cè)序儀這樣的高級(jí)設(shè)備。它可以檢測(cè)到一個(gè)簡單的物理事件，一個(gè)顏色變化或電化學(xué)信號(hào)，當(dāng)癌癥重新編程的DNA聚集在金納米顆粒周圍時(shí)就會(huì)發(fā)生。該測(cè)試簡單易行，可以很自然地用于現(xiàn)場(chǎng)診斷。

昆士蘭大學(xué)澳大利亞生物工程和納米技術(shù)研究所(AIBN)的研究人員設(shè)計(jì)了這種測(cè)試。昆士蘭大學(xué)(University of Queensland)化學(xué)教授、AIBN副主任兼聯(lián)合創(chuàng)始人馬特?具體來說，研究人員尋找修飾DNA的甲基分子模式。這些甲基群對(duì)細(xì)胞的功能很重要，因?yàn)樗鼈冏鳛樾盘?hào)，在任何給定的時(shí)間控制哪些基因開啟或關(guān)閉。

在健康細(xì)胞中，這些甲基分布在整個(gè)基因組中。然而，AIBN研究小組發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞的基因組基本上是貧瘠的，除了在非常特定的位置有密集的甲基群。

這種獨(dú)特的特征——科學(xué)家們稱之為癌癥“甲基化景觀”，用于甲基化景觀——出現(xiàn)在他們檢測(cè)的每一種乳腺癌中，也出現(xiàn)在其他形式的癌癥中，包括前列腺癌、結(jié)腸直腸癌和淋巴瘤。

“實(shí)際上，我們檢測(cè)的每一個(gè)癌變DNA片段都具有這種高度可預(yù)測(cè)的模式，”特勞博士說。12月4日發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上的這篇論文題為《表觀遺傳學(xué)重編程甲基化景觀驅(qū)動(dòng)DNA自組裝并作為一種普遍的癌癥生物標(biāo)志物》。

“我們檢測(cè)甲基細(xì)胞因子的水平和基因組分布對(duì)DNA理化性質(zhì)的影響，以檢測(cè)甲基景觀生物標(biāo)志物，”作者寫道。“我們發(fā)現(xiàn)DNA聚合行為受到甲基胞嘧啶差異模式的強(qiáng)烈影響，導(dǎo)致癌癥基因組和正?；蚪M在DNA溶解和DNA-金親和力方面的根本差異。”

這篇論文接著描述了甲基化景差異是如何被利用來開發(fā)簡單、高靈敏度和選擇性的電化學(xué)或比色一步法檢測(cè)癌癥的。根據(jù)這篇論文，化驗(yàn)可以在10分鐘內(nèi)完成。此外，它們需要最少的樣品制備和少量的DNA輸入。

到目前為止，昆士蘭大學(xué)的研究小組已經(jīng)在200個(gè)不同類型的人類癌癥和健康細(xì)胞樣本上測(cè)試了這項(xiàng)新技術(shù)。在某些情況下，癌癥檢測(cè)的準(zhǔn)確率高達(dá)90%。

“它適用于組織來源的基因組DNA和血液來源的循環(huán)游離DNA，”特勞實(shí)驗(yàn)室的研究員阿布西納(Abu Sina)說。和健康細(xì)胞一樣，癌細(xì)胞也處于死亡和更新的過程中。當(dāng)它們死亡時(shí)，它們會(huì)爆炸并釋放包括DNA在內(nèi)的貨物，然后DNA會(huì)循環(huán)。

新浪補(bǔ)充說:“這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)可能會(huì)改變癌癥診斷領(lǐng)域的游戲規(guī)則。”該團(tuán)隊(duì)承認(rèn)，測(cè)試仍然不完善。盡管如此，該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，隨著時(shí)間的推移，情況只會(huì)越來越好。

“我們當(dāng)然還不知道它是不是所有癌癥診斷的圣杯，”特勞博士總結(jié)說，“但它看起來真的很有趣，因?yàn)樗且环N非常簡單的癌癥通用標(biāo)記，是一種非常容易獲得、價(jià)格低廉的技術(shù)，不需要DNA測(cè)序等復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。”

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