新的研究将改变人们对癌症多样性和耐药性的理解和研究方式

路德维希癌症研究(Ludwig Cancer Research)一项改变范式的研究显示，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常见得多，而且可能在产生细胞多样性方面发挥了核心作用，这使得晚期癌症难以治疗。这项新发现于今天在线发表于自然，可能会改变科学家们理解肿瘤演变的方式，最终可能导致预防和治疗许多恶性肿瘤的新方法。

在他们的研究中，一个由路德维希·圣地亚哥的保罗·米歇尔和加州大学圣地亚哥医学院的Vineet Bafna领导的跨学科团队进行了分析细胞从17种不同类型的癌症中探索染色体外DNA (ecDNA)，之所以这样命名是因为它与染色体无关。他们报告说，ecDNA是所有类型肿瘤中近一半的关键特征，并显示它编码多种癌症驱动拷贝基因。研究人员还表明，ecDNA在细菌的生长、多样性和耐药性方面发挥着更大的作用癌细胞这类肿瘤的染色体上也有相同的基因。

“我们已经发现了关于癌症如何多样化和发展的基本事件，”San Diego癌症研究所的成员Mischel说，Mischel说。“这是对癌症中的基因出现问题的重要重新思考。”

在他们的论文中，Mischel和他的同事描述了他们如何综合几种不同的技术，包括基因组学，生物信息学和古典细胞遗传学，以检测，量化和分析EcDNA。他们发现了40％的ecdna肿瘤但在正常细胞中极为罕见。当他们特别研究患者衍生的脑肿瘤模型时，近90%的模型携带ecDNA。

来自Mischel和Bafna Labs的Kristen Turner，Viraj Deshpande和Doruk Beyter的研究人员发现，癌症燃料基因或癌症更可能发生在EcDNA上的癌症，而不是染色体。然后，他们通过对来自患者的肿瘤样本进行的实验进行定量地建模这些发现并验证了他们的模型的预测。这些研究表明，当癌肠被扩增而不是在染色体上，肿瘤是更多样化的或异质的，使它们能够更快地达到和维持高水平的癌症促进基因。

与染色体不同的是，ecDNA在肿瘤细胞分裂时被随机地分割成子细胞。因此，任何肿瘤细胞的细胞核内都可能没有ecDNA，或者被ecDNA塞满了细胞鳃——它们的数量变化越大，肿瘤细胞的异质性就越大。正是这种细胞多样性使得肿瘤对环境的挑战，尤其是药物治疗具有更强的抵抗力。

新作品的灵感来自于a以前的研究由mischel领导并报告科学2014年。在该研究中，Mischel和同事透露，Ecdna在某些毒性抵抗力中发挥着核心作用脑部肿瘤。这让人感到意外，因为几十年来，癌症生物学家一直在关注哪一个基因反而会诱发癌症在哪里这些基因位于。基因组技术沿着这些分析的线路沿线演变。虽然20世纪60年代的少数癌症生物学家描述了一些eCDNA的存在肿瘤细胞，他们缺乏量化ecdna的工具，因此现象长期以来一直被认为是罕见的和无关紧要的癌症。

“在2014年发表的观察后，它发生在我们身上，也许ecdna可能比任何人想象的更常见和相应的，”Mischel说。“了解肿瘤细胞如何发展以及如何增加副本数量和司机的可变性可能会产生一些关于基本生物学的重要条款癌症以及我们如何才能找到目标。”米歇尔说。他和他的团队现在正致力于发掘涉及ecDNA发生和维持的分子机制，并探索ecDNA水平如何随着肿瘤内部环境的变化而变化。

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