科學家發現分裂染色體後它又以促進癌細胞生長的方式重新組合

2020-12-27 騰訊網

癌症是世界上最嚴重的健康問題之一，因為它與某些疾病不同，它是一個移動的目標，不斷演變以逃避和抵制治療。

在一篇發表在2020年12月23日網上發行的論文中自然加州大學聖地牙哥醫學院(University Of California San Diego School Of Medicine)和路德維希癌症研究所(Ludwig Institute For CancerResearch)聖地牙哥分校的研究人員與紐約和英國的同事一起，描述了一種被稱為「發色症」的現象是如何分裂染色體的，染色體隨後以最終促進癌細胞生長的方式重組。

嗜鉻菌是細胞歷史上一個災難性的突變事件，它涉及基因組的大規模重排，而不是隨著時間的推移逐漸獲得重排和突變。基因組重排是許多癌症的一個關鍵特徵，它允許突變的細胞生長或生長更快，而不受抗癌療法的影響。

第一位作者奧費爾·肖沙尼(Ofer Shoshani)博士說：「這些重排可以一步一步發生。」他是論文的資深作者唐·克利夫蘭(Don克利夫蘭)的博士後研究員，他是加州大學聖地牙哥分校醫學、神經科學和細胞與分子醫學教授。

「在嗜鉻細胞分裂過程中，一個細胞中的染色體會被粉碎成許多碎片，在某些情況下會有數百個，然後以混亂的順序重新組裝。一些片段會丟失，而另一些片段則會繼續以染色體外dna(Ecdna)的形式存在。其中一些ecdna元素會促進癌細胞的生長，形成一種稱為」雙分鐘「的微小染色體。」

路德維希癌症研究所聖地牙哥分校的科學家去年發表的一項研究發現，在許多類型的癌症中，多達一半的癌細胞含有攜帶致癌基因的ecdna。

在最新的研究中，克利夫蘭、肖沙尼和他的同事們利用染色體結構的直接可視化技術來確定基因擴增的步驟和對甲氨蝶呤的耐藥機制。甲氨蝶呤是最早的化療藥物之一，目前仍在廣泛應用。

該研究小組與英國WellcomSanger研究所癌症、衰老和體細胞突變負責人、資深作者peter j.Campbell合作，對發展出抗藥性的細胞的全部基因組進行了測序，揭示了染色體碎裂突變開始形成攜帶抗腫瘤治療抗藥性的ecdna基因。

科學家們還確認了染色體內基因擴增後嗜鉻菌是如何驅動ecdna形成的。

Shoshani說：「染色體內擴增(內部)轉化為染色體外(外部)擴增，擴增後的ecDNA可以在化療或放射治療引起的DNA損傷後重新整合到染色體位置。」「這項新工作突出了嗜鉻菌在癌細胞DNA擴增生命周期的所有關鍵階段的作用，從而解釋了癌細胞如何變得更具有侵略性或抗藥性。」

克利夫蘭說：「我們發現重複的dna斷裂是抗癌藥的驅動因素，以及重組破碎的染色體片段所必需的dna修復途徑，這使得合理設計聯合藥物療法以防止癌症患者產生耐藥性，從而改善其結果。」

這一發現針對的是所謂的癌症治療發展九大挑戰之一，這是美國國家癌症研究所與世界上最大的獨立癌症研究和提高認識慈善機構英國癌症研究所的聯合夥伴關係。

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