癌细胞“普遍的”暗物质“暴露

使用最新的基因测序工具检查所谓的表观遗传影响的DNA组成结肠癌,约翰霍普金斯团队表示,其结果表明癌症治疗可能最终更可容忍的和成功的治疗是否可以专注于帮助肿瘤细胞恢复正常除了杀害他们的策略。

在6月26日发表的一份报告中自然遗传学研究人员将注意力集中在一种被称为甲基化的特殊表观遗传生化特征上，甲基化可以使基因沉默。虽然它不是基因中心DNA序列的一部分，但当细胞分裂时，它会被复制，使其活动得以延续。

通过比较8个人类组织样本的表观基因组——3个来自非癌性结肠组织，3个来自结肠肿瘤，2个来自息肉(早期结肠癌)——研究小组发现，在所有结肠肿瘤中，定义特征是普遍存在的甲基化“混乱”模式。在非癌组织中，他们发现甲基化发生在明确的位置，要么是小的甲基化“岛”，要么是巨大的甲基化“块”，这些甲基化“块”总共包含至少三分之一的基因组。

“在癌组织我们看到这些岛屿曾经精确的边界已经改变或完全消失了，这些地点的起点和终点似乎没有受到管制，”医学博士、公共卫生学硕士、哈佛大学教授安德鲁·范伯格说分子医学约翰霍普金斯大学医学院基础生物医学科学研究所表观遗传学中心主任。“我们还发现了甲基化的缺失，这可能增加了基因功能的随机性。”

“表观遗传学水平上对癌症的定义可能是简单而普遍的，也就是混乱似乎是普遍存在的，”他补充道。

研究人员注意到，正常结肠组织样本中的细胞在大的(以前未检测的)表观基因组块中甲基化程度在80%左右。相比之下，细胞来自结肠肿瘤由这些相同的大块组成的基因没有这样的稳定性，而且甲基化水平的变化更大。

范伯格说，这些发现可能意味着，目前简单地将甲基化标记识别为癌症信号或癌症治疗靶点的努力可能具有误导性，甚至更糟，根本不能发挥作用。另一种选择是一种新的方法，可以普遍检测任何癌症表观基因组中的表观遗传混乱。

该团队设计了一个定制的测试，将大约20个非癌组织样本与各种肿瘤的20个样本进行比较，同时他们调查了结肠癌、乳腺癌、肺癌、肾癌和甲状腺癌的数千个甲基化位点。他们再次发现，甲基化在正常组织中受到很好的调节，几乎总是在有限的变化范围内发生。然而，在非常相同的特定位置的表观基因组特征混乱结肠癌团队检查的细胞和所有其他癌组织显示出明显变化和“混乱”水平的甲基化变异。

“也许大教训从我们观察这个普遍的混乱,我们可能需要认为与其说是杀死癌细胞,但也帮助癌细胞的方法找出他们应该是什么,并使他们,这样他们就可以保持真实正常的身份,”范伯格说。

范伯格说，从癌细胞的“角度”来看，混乱是有帮助的，它赋予肿瘤以一种不受控制的方式开启和关闭基因的能力，并制造癌症细胞适应能力强，能在各种环境中生存，能在外来组织中传播和繁衍。

“后生混乱的地区,甲基化疯狂变量出现在至少五个不同的常见的癌症——没那么巧合的相同在正常发展是重要的在控制细胞分化,或特定的细胞应该是什么,像正常的结肠细胞,”范伯格说。

“同样的表观遗传可塑性使得具有相同DNA的人类细胞在发育过程中变成不同的组织类型，这也导致了脆弱性，”拉斐尔·伊瑞扎里博士补充道，他是约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院的生物统计学教授，和范伯格一起领导了这项研究。“表观基因组的这些区域很容易发生改变，使一些细胞变成肾脏，另一些细胞变成大脑和脾脏，例如，但正是这种易受改变的脆弱性可能最终导致癌症。”锁定这些区域可能有助于细胞变得更正常。”

因为这项新研究还确定了似乎控制这种表观遗传混乱的基因组区域，Feinberg和他的团队说，它可能被证明在揭示癌症治疗或预防的新目标方面具有潜在的成果。

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