兒童的年輕細胞如何轉化為癌細胞

　　一般認為，多數癌癥的發展與DNA缺陷隨時間逐漸積累有關。但是為什么孩子也會發展為癌癥呢？科學家們繪制了第一張環狀DNA的詳細地圖，對癌癥遺傳學領域長期存在的問題提出了新的意料之外的見解。這項工作已經發表在《 Nature Genetics》雜志上。

　　由Charité Universit?tsmedizin Berlin和紐約的Sloan Kettering癌癥紀念中心領導的一個國際研究小組現在發現，一種神秘的DNA環——被稱為染色體外環狀DNA（extrachromosomal circular DNA）可以促進兒童癌癥的發展。

　　德國每年有近50萬人患癌癥。大約2100名癌癥患者是18歲以下的兒童。大多數癌癥是在老年人身上發生的，這是由于導致癌癥發生的機制。一系列的外源因素，包括煙草煙霧和輻射，都會對細胞DNA造成損傷。如果這種類型的DNA損傷持續多年，受影響的細胞可能會失去對細胞分裂和生長的控制。這會導致癌癥的發展。然而，兒童的年齡不足以受這種癌癥發展機制的影響。那么，兒童癌癥的原因是什么？由Charité的兒科、腫瘤和血液科以及Charité和Max Delbrück分子醫學中心（MDC）實驗和臨床研究中心（ECRC）的Anton Henssen博士領導的一個研究小組的最新研究結果離找到答案又近了一大步。研究小組與紀念斯隆·凱特林癌癥中心的Richard Koche博士領導的一個科學家團隊的合作研究表明，DNA環可以破壞我們細胞的基因信息，從而有助于癌癥的發展。

　　科學家們已知這些環狀的DNA片段有幾十年了。在我們的細胞內，它們不構成我們正常遺傳信息的一部分——正常遺傳信息是以染色體的形式儲存的。正是因為這個原因，它們被稱為染色體外環狀DNA。但即使是現在，科學家對其功能的了解也相對較少，主要是因為他們缺乏對環狀DNA進行更詳細分析的技術。在剛剛發表的研究結果中，研究人員將最先進的測序技術與開創性的生物信息學算法結合起來，在神經母細胞瘤（一種致命的兒童腫瘤）中進行有史以來第一次詳細的環狀DNA繪圖。基于他們的發現，研究人員有望得出關于這類癌癥發展的重要結論。

　　研究人員與巴塞羅那超級計算中心的同事合作，分析了93名兒童的神經母細胞瘤組織樣本。分析結果顯示，環狀DNA的普遍性和多樣性遠遠高于之前的預期。根據研究人員的發現，每個組織樣本平均含有5000個環狀DNA拷貝。DNA測序還揭示了特定的DNA片段從染色體上分離出來形成環狀DNA，然后又在不同的位置重新整合到染色體上的過程。“如果整合過程導致基因信息的原始序列被破壞，這可能會導致癌癥，”埃米·諾瑟獨立初級研究小組的領導 Henssen博士解釋說，他同時也是在柏林的德國癌癥協會（DKTK）的研究員和柏林健康研究所（BIH）的臨床醫生。“以前從未以這種方式闡明過所涉及的詳細過程，這些詳細過程可能為年輕細胞（如兒童中發現的細胞）如何轉化為癌細胞提供新的見解。。。。我們還能夠證明某些類型的環狀DNA可能會加速神經母細胞瘤的生長，。。。因此，檢測它們的存在可能會使預測疾病進程變得更容易。此外，在這些兒童腫瘤相對“安靜”的基因組中研究這一過程，可能有助于闡明以前在更復雜的成人癌癥中忽略的類似機制。鑒于最近人們對環狀DNA在各種正常和疾病情況下的研究興趣提高，當前的研究可能對廣泛的腫瘤類型和相關的臨床結果有一定意義。”

　　研究小組計劃進行一項后續研究，以驗證環狀DNA的診斷有效性。”Henssen博士說：“我們還想對環狀DNA的起源進行更詳細的研究，以便更好地理解為什么兒童會患癌癥。”。