导致儿童癌症的神秘环状DNA

2019-12-26 602健康相关癌症

癌症是如何发生的?

癌症的发生与发展与DNA损伤的累积相关。内源和外源因素都可以对DNA造成损伤,随着时间的推移,存在DNA损伤的细胞可能会失去对细胞分裂和生长的控制,导致癌症的发生和发展。因此,癌症被认为是一种与年龄相关的疾病。

那么,儿童为什么会患上癌症?

染色体外环状DNA

科学家们在十几年前就发现了这些环状的DNA片段。正常遗传信息是以染色体的形式存在,因此这些环状DNA并没有被看作正常遗传信息的一部分,它们被称为体外循环DNA。由于缺乏对环状DNA进行详细分析的技术,即使在今天,科学家们对他们的功能仍然知之甚少。

染色体外环状DNA和儿童癌症是否存在关联?

首份环状DNA详细图谱

近日,来自柏林医科大学和纽约纪念斯隆·凯特琳癌症中心的科学家们发现:染色体外环状DNA通过从基因组分离和整合,导致一些基因被破坏,促进儿童癌症的发生和发展。并且他们绘制了首份环状DNA的详细图谱,为癌症遗传学领域长期存在的问题带来了意想不到的新发现。这项研究成果发表在《Nature Genetics》杂志上。

研究人员利用全基因和转录组技术,对93名儿童的视神经母细胞瘤组织样本进行了研究,发现环状DNA的普遍性和多样性远远超过了之前的预期。

环状DNA_1

研究人员发现:每个组织样本平均包含5000个环状DNA拷贝。DNA测序结果还揭示了特定DNA片段从染色体分离形成环状DNA,然后在不同位置重新整合到染色体,在此过程中导致基因组序列完整性被破坏,进而导致癌症的发生。

环状DNA_2

环状DNA_3

同时,研究还发现某些类型的染色体外环状DNA可能加速神经母细胞瘤的生长及影响其预后。因此,对这些环状DNA的检测有助于预测疾病进程。

环状DNA_4

在相对稳定的儿童肿瘤基因组中研究这一过程,有助于阐明更复杂的成人癌症中被忽略的类似机制。

目前染色体外环状DNA在正常和疾病环境中的研究备受关注,本次研究可能对其他癌症和相关临床结果具有参考意义。

后续,研究小组计划验证环状DNA在癌症诊断上的有效性,希望其成为癌症诊断的有效标志物。

参考文献
Koche R P, Rodriguez-Fos E, Helmsauer K, et al. Extrachromosomal circular DNA drives oncogenic genome remodeling in neuroblastoma[J]. Nature Genetics, 2019: 1-6.
引用
Charité - Universitätsmedizin Berlin. "How mysterious circular DNA causes cancer in children: First map of circular DNA in childhood cancer." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 December 2019. .
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