兒童癌癥中環(huán)狀DNA的第一張圖
隨著時間的推移,癌癥的發(fā)展與DNA缺陷的逐漸積累有關(guān)。因此,癌癥被認(rèn)為是與年齡有關(guān)的疾病。但是為什么孩子會患上癌癥?由柏林慈善大學(xué)和紐約斯隆·凱特琳紀(jì)念癌癥中心領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組現(xiàn)在揭示,被稱為染色體外環(huán)狀DNA的神秘的DNA環(huán)可以促進(jìn)兒童癌癥的發(fā)展??茖W(xué)家制作了第一個詳細(xì)的環(huán)狀DNA圖譜,報告了有關(guān)癌癥遺傳學(xué)領(lǐng)域長期存在的問題的新發(fā)現(xiàn)和出乎意料的見解。該研究成果已發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》上。
每年,德國有將近五十萬人罹患癌癥。大約2100名癌癥患者是18歲以下的兒童。大多數(shù)癌癥是在老年人中發(fā)展的,這是由于促成癌癥發(fā)展的機(jī)制所致。一系列外源因素,包括煙草煙霧和輻射,可能導(dǎo)致細(xì)胞DNA受損。如果這種類型的DNA損傷多年積累,受影響的細(xì)胞可能會失去對細(xì)胞分裂和生長的控制,從而導(dǎo)致癌癥。
然而,兒童的年齡還不足以受這種癌癥發(fā)展機(jī)制的影響。那么,兒童期癌癥的原因是什么呢?由Charité兒科,腫瘤學(xué)和血液學(xué)系以及實(shí)驗(yàn)與臨床研究中心(ECRC)的Anton Henssen博士領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員離尋找答案還有很大的距離。與紀(jì)念斯隆凱特琳紀(jì)念癌癥中心的Richard Koche博士領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊以及其他國際合作伙伴一起,研究人員能夠證明DNA環(huán)會破壞遺傳信息,從而有助于癌癥的發(fā)展。
數(shù)十年來,科學(xué)家們已經(jīng)知道了這些環(huán)狀的DNA片段。它們不構(gòu)成以染色體形式存儲的正常遺傳信息的一部分。因此,它們被稱為染色體外環(huán)狀DNA。但是科學(xué)家對它們的功能仍然知之甚少,主要是因?yàn)樗麄內(nèi)狈Νh(huán)狀DNA進(jìn)行更詳細(xì)分析的技術(shù)。在他們現(xiàn)已發(fā)表的研究中,研究人員將最先進(jìn)的測序技術(shù)與開創(chuàng)性的生物信息學(xué)算法相結(jié)合,對神經(jīng)母細(xì)胞瘤(一種致命的兒童腫瘤)中的環(huán)狀DNA進(jìn)行了首次有史以來的詳細(xì)定位?;谒麄兊陌l(fā)現(xiàn),研究人員能夠得出關(guān)于這種類型癌癥發(fā)展的重要結(jié)論。
研究人員與巴塞羅那超級計算中心的同事合作,分析了總共93名兒童的神經(jīng)母細(xì)胞瘤組織樣本。他們的分析表明,環(huán)狀DNA的患病率和多樣性遠(yuǎn)高于先前的預(yù)期。根據(jù)發(fā)現(xiàn),每個組織樣本平均包含5,000個環(huán)狀DNA拷貝。DNA測序還揭示了特定的DNA片段從染色體上分離出來,形成環(huán)狀DNA,然后重新整合到不同位置的染色體上的過程。“如果導(dǎo)致遺傳信息的原始序列被破壞,則有可能導(dǎo)致癌癥。”艾米·諾瑟特青年獨(dú)立研究小組負(fù)責(zé)人解釋說,
柏林德國癌癥協(xié)會(DKTK)的研究人員Henssen博士說:“以前沒有以這種方式闡明所涉及的詳細(xì)過程,并提供了洞察力,甚至可以使像兒童中發(fā)現(xiàn)的年輕細(xì)胞一樣轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞。”
Koche博士解釋說:“我們還能夠證明某些類型的環(huán)狀DNA可以促進(jìn)神經(jīng)母細(xì)胞瘤的生長。” “因此,測試它們的存在可能使其更容易預(yù)測疾病的進(jìn)程。此外,在這些兒科腫瘤的相對安靜的基因組中研究這一過程可能有助于闡明以前在更復(fù)雜的成人癌癥中遺漏的類似機(jī)制。在各種正常情況和疾病背景下,人們對環(huán)狀DNA產(chǎn)生了濃厚的興趣,目前的研究可能對廣泛的腫瘤類型和相關(guān)的臨床結(jié)果產(chǎn)生影響。”
研究小組計劃進(jìn)行后續(xù)研究,以驗(yàn)證環(huán)狀DNA的診斷有效性。Henssen博士說:“我們還希望對環(huán)狀DNA的起源進(jìn)行更詳細(xì)的研究,以更好地理解為什么兒童患上癌癥。”
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