了解癌症的环状基因组在肿瘤进化中的作用热讯

2023-05-15 19:06:37 来源：互联网

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由伦敦玛丽女王大学 Barts 癌症研究所的 Benjamin Werner 博士共同领导的新研究表明，大约三分之一的癌症中存在的环状 DNA 结构导致肿瘤内广泛的遗传多样性，使它们能够迅速适应环境压力和抵抗靶向癌症治疗。

原理验证研究的结果发表在Nature Genetics上，增加了对癌症的环状基因组(称为染色体外 DNA 或 ecDNA)如何导致某些最难治疗癌症类型患者的不良预后的理解，并建议在未来治疗此类癌症可能需要针对 ecDNA 的独特特征。

违反隔离规则

与细胞核中的大部分 DNA 被包装成称为染色体的结构不同，ecDNA 是染色体 DNA 片段，它们已经断裂并形成在细胞核内自由漂浮的环。癌细胞可以不携带、携带一个或多个 ecDNA，并代表肿瘤内遗传变异的额外来源。就像染色体 DNA 一样，ecDNA 可以携带导致癌症的突变基因，称为癌基因。

在健康细胞中，当细胞分裂时，染色体 DNA 通常在两个子细胞之间平均分裂。然而，ecDNA 不遵循正常的分离规则，因为它们缺乏控制这种甚至分裂的机制。结果，当含有 ecDNAs 的癌细胞分裂时，环状 DNA 颗粒在两个子细胞之间随机分裂。随着细胞分裂的继续，具有不同数量的 ecDNA 的细胞群不断增加，从而驱动肿瘤内的遗传变异。

在这项研究中，该团队结合使用数学和计算模型、实验方法和临床数据来研究 ecDNA 分子的数量如何在癌细胞群中因细胞而异，以及这种变异如何影响癌症对挑战。

使用荧光标记和活细胞成像，研究人员观察到携带癌基因的 ecDNA 在前列腺癌、胃癌、结肠癌、神经母细胞瘤和胶质母细胞瘤的细胞系中随机遗传。然后，他们使用计算机和数学模型来模拟当包含 ecDNA 的单个细胞扩增产生 100 万个细胞群时会发生什么。

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