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Nature:揭示化学物质导致复杂细胞突变和癌变的机制!

来源:华夏肿瘤康复网发布时间:2020/6/27 14:04:06

  对某些有害物质为何能如此有效地导致癌症的新见解有助于寻求更好的治疗方法。

  一项新的研究揭示了化学物质是如何改变细胞,帮助它们避开身体的免疫系统,并建立对癌症药物的抵抗力。

  科学家们追踪了一种有毒物质的影响--类似于在烟草、废气和一些植物中发现的化合物--以便更好地了解化学物质是如何导致我们细胞的DNA突变的。

  研究小组发现,这种物质造成的损伤会持续很长时间,直到细胞分裂时才得以遗传。这种损伤阻止了细胞正确读取DNA序列的复制机制,每产生一个新的拷贝,就有很大几率发生新的突变。

  每个受损的细胞分裂都会产生新的突变组合。因为只有特定的突变组合才会使健康细胞癌变,因此产生的突变越多,患病的几率就越大。

  新的突变组合的快速增加意味着更多能够产生癌细胞的基因组合。

  由于这些额外的突变,更大的遗传多样性被引入细胞,为肿瘤提供了更多的机会,以逃避人体的免疫系统,发展对治疗的抵抗力。

  这个团队发现的独特的突变模式使他们可以追溯到肿瘤的起始点。这一新发现将有助于未来的研究了解癌症发展和DNA修复过程背后的机制。

  由爱丁堡大学、剑桥大学和德国癌症研究中心领导的研究小组确定了产生癌细胞的特定突变组合。这一发现可以帮助医生为患者开出最合适的化疗疗程和剂量。

  研究小组研究了给小鼠注射致癌化学物质二乙亚硝胺后,小鼠肝脏中的癌细胞是如何进化的。它会导致类似于马兜铃酸造成的长期DNA损伤,这种物质存在于一些植物和草药中,与肝癌有关。

  这种DNA损伤也类似于紫外线和烟草烟雾、汽车尾气和一些烧焦的食物中含有的多环芳烃所造成的损伤。在化疗中使用的替莫唑胺和其他药物也会造成持续的DNA损伤。

  所有的突变都有明确的模式,表明损伤只发生在两条DNA螺旋链中的一条上。在这个过程中,大多数突变来自于单链的损伤,现在被称为损伤分离。知道损伤分离已经发生,将帮助研究小组查明导致癌症突变的原因。

  在确定了小鼠的突变模式后,研究小组利用已发表的来自人类细胞的数据,来寻找由化学物质和紫外线辐射导致的癌症患者病变分离的证据。

  图片来源:Nature

  这项研究是剑桥附近EMBL欧洲生物信息学研究所和巴塞罗那生物医学研究所的研究人员合作的结果。这项研究发表在《自然》(Nature)杂志上。该项目由英国癌症研究中心资助,并得到欧洲研究委员会、Wellcome基金会、亥姆霍兹学会和医学研究委员会的支持。

  爱丁堡大学人类遗传研究中心的Martin Taylor教授说:"由致癌物质引起的DNA病变对每条链都是独立的,可以触发几代人的突变。在治疗肿瘤和研发新药的过程中,认识到这一点很重要。"

  Duncan Odom博士是英国剑桥大学癌症研究所的研究主任,他说:"损伤分离的概念帮助我们更好地理解癌症细胞突变的惊人复杂性是如何产生的。这可能有助于解释癌细胞是如何如此灵活地做出反应,进而影响癌症基因组的进化。"

  剑桥大学的Sarah Aitken博士说:"最终,携带最有利突变模式的癌细胞将胜出。它们可以生长得最快,逃脱免疫系统,并可能更好地接受治疗。" (生物谷Bioon.com)

  参考资料:

  Pervasive lesion segregation shapes cancer genome evolution, Nature. 2020. DOI: 10.1038/s41586-020-2435-1

  Cancer study shows how chemicals cause complex cell mutations

  文章摘自网络,侵删



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