Nature：在癌细胞中发现的环状DNA支持它们的生存和耐药性

来源：news medical |作者：Sarah Moore | 2019-11-20| 翻译：聚生物

美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员日前公布了一项新的研究结果，该研究揭示了外染色体DNA的环形三维形状在增强癌细胞中突变癌基因中的作用，从而导致更具侵袭性的肿瘤，对治疗具有更高的抵抗力。

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癌症研究的范式转换

本月发表在《自然》（Nature）杂志上的一篇论文提供了证据，阐明了染色体外DNA独特的环状结构在癌症的维持、抗药性和侵袭性方面的作用。

这个位于加州的研究小组的研究成果是建立在2017年同一机构的一个研究小组的发表的研究成果的基础上的。在这项改变范式的研究中，研究人员发现，编码癌症基因的环状DNA短片段在癌细胞中比之前认为的要普遍得多。他们发现，环状DNA在几乎一半的人类癌症中都很明显，而且它在产生细胞多样性方面发挥了关键作用，而细胞多样性增加了癌细胞的抵抗力并使其进化。

在这项工作的基础上，加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的科学家们与斯坦福大学(Stanford University)和霍华德休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)的科学家们进行了一项新的研究，证明了染色体外DNA (ecDNA)如何与癌细胞相互作用并导致某些行为。这些发现可能被证明对开发新的和改进治疗方案是无价的。

容易获取环状DNA是肿瘤获益的关键

在人类中，酶被用来读取细胞DNA中排列的指令，这些指令被细胞核内的组蛋白八聚体紧紧包裹，因此很难被读取。

在癌细胞中，发生了一些不同的事情。这些细胞含有与细菌相似的环状DNA。研究人员以基因图谱为基础绘制了癌细胞外染色体DNA（ecDNA）的圆形图谱，以探索ecDNA的形状如何影响癌细胞的功能。

结果表明，环状ecDNA与健康细胞中的DNA一样，是高度可接近的，而不是难以接近的。这一简单的途径允许其基因的快速转录和表达，使肿瘤内促生长癌基因的快速产生成为可能。这些特征使肿瘤能够快速生长并对环境做出反应，包括潜在的威胁。

研究结果强调，在癌细胞中发现的独特的DNA形状是一个强大的特征，它导致一些因素增加了肿瘤对治疗的反应、生长、进化和在体内保持稳定的能力。这一发现揭示了癌症基因组和表观基因组的三维结构，为科学家提供了关键信息，使他们能够更有效地瞄准这些细胞。

新发现对癌症治疗的影响

圣地亚哥研究小组的发现可能会对理解肿瘤进化的方式产生深远的影响，并影响新疗法的发展。

这些发现强调癌细胞与真核细胞在生物学上的差异比先前的假设更大，这意味着相同的规则并不适用于它们。研究表明，就像细菌一样，癌症通过给其子细胞注射ecDNA来传播，这种方式允许一些细胞在一个细胞分裂中继承多个癌变拷贝。

这代表了与健康的人细胞的完全不同的过程，它支持在肿瘤中观察到的快速进化和遗传改变。

该团队的工作，以及该领域的先前发现，在导致癌症研究范式转变、影响新疗法的潜在临床影响方面发挥了关键作用。

Source:

Vicious circles: Ring-shaped DNA provides cancer cells with a malignant twist. Eurekalert. Available from: https://www.eurekalert.org/emb_releases/2019-11/uoc--vcr111819.php

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