科学家了解基因和环境如何在胰腺癌的发展中相互作用

胰腺癌
轴向CT图像与i.v.对比。胰腺头的宏观腺癌。信用:公共领域

就像杂草从人行道的裂缝中生长一样,癌症经常在组织损伤的部位形成。损伤可能是感染,物理伤口,或某种类型的炎症。常见的例子包括幽门螺杆菌感染引起的胃癌,酸反流引起的巴雷特食管,甚至吸烟引起的肺癌。

组织损伤是如何与推广尚未完全明白。科学家了解癌症的大部分内容涉及疾病的高级阶段。对于通常诊断术诊断的癌症,尤其如此,尤其如此。

Sloan Kettering Institute的Scott Lowe的实验室的研究人员现在在胰腺癌发育的最早阶段进行零。

“如果我们了解了这些肿瘤是如何形成的,也许我们就能在癌症发展到不可治愈的阶段之前发现它们,”Direna Alonso Curbelo说,他是Lowe实验室的博士后研究员,也是2月3日发表的一篇新论文的第一作者自然

使用先进的基因组技术和创新的小鼠模型,研究人员能够辨别组织损伤如何通过特定的遗传变化来促进胰腺癌的最早阶段。

伤口修复出错了

它首先激活了正常修复过程的响应损坏,结果可以由胰腺本身的消化酶造成。

“胰腺就像一个小型酶工厂,用来分解食物,”阿隆索·库贝罗博士说。“如果这些酶被释放出来,它们会降解组织,导致胰腺炎(一种炎症形式)。”

幸运的是,胰腺很擅长自我修复。在修复反应过程中,受损区域的细胞改变了它们的行为。它们暂时停止了消化酶的生产,并呈现出不同的形态。一旦伤害被解决,它们就会恢复正常的功能。至少,这是应该发生的。

但是,当这些受损的细胞也含有所谓的基因中的遗传突变克拉斯,伤口愈合响应会出现干草,细胞永远不会恢复正常。突变体克拉斯已知的是导致95%的胰腺癌患者肿瘤生长的原因,但到目前为止还不清楚突变是怎样的克拉斯通过伤口愈合过程引发疾病。

阿隆索·库贝洛(Alonso Curbelo)博士及其同事能够在分子水平上识别出正常修复过程与引发癌症的过程之间的区别。他们发现染色质的组织方式发生了重大变化,而这些变化是在受损时产生的克拉斯- 矫正细胞。(染色质是染色体的DNA和蛋白质的组合。)由于这些变化,不同打开和关闭,细胞患早期癌症性质。

打开错误的指示

想想打开和关闭zip文件等过程。染色体的一部分,应该是正常的胰腺功能开放的。无意中拉链。相反,打开了通常拉链的其他部分。因此,损坏的电池可获得错误的遗传指令集,这对其身份感到困惑。

整个过程发生得非常快。研究人员发现,在组织损伤48小时内,超过一半的染色质变化(典型的晚期胰腺癌特征)已经出现在这些细胞中。因为这些与癌症相关的基因表达变化不是由DNA序列的变化引起的,它们被称为表观遗传(epi的意思是超越,遗传的意思是基因)。

这一发现很重要,因为它表明科学家可以通过干扰变得不恰当地打开的基因的激活来阻止癌症发展。事实上,该团队表明他们可以做到这一点:当他们阻止他们在损坏中激活时在小鼠中,启动被淘汰了。

这需要两者

有趣的是,当突变体KRAS或组织损伤分别存在时,不会发生这些早期的癌症相关的表观遗传变化。只有组合触发它。

“我们的研究提供了一些理解,为什么癌症经常发生在伤害,“洛厄博士说。”你需要一个突变的基因和激活驱动癌症启动的表观遗传计划。每个人都不是这样做。“

在癌症起始的核心部位发现了表观遗传变化,以及它们的高度特异性,这为科学家们开辟了一种可能性,即可以尝试以这些新启动的基因为靶点,作为一种有选择地中断癌症发展的方式。

同样,科学家们可能有一天能够使用这些基因作为标记,以识别癌症的早期迹象,并在为时已晚之前进行干预。


进一步探索

胰腺癌线索

更多信息:Direna Alonso-Curbelo等。基因环境诱导的表观遗传程序引发肿瘤内血,自然(2021)。DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 03147 - x
信息信息: 自然

引用:科学家了解基因和环境如何影响胰腺癌的发展(2021年2月3日
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