研究揭示了神秘的DNA环在肿瘤的进化

肿瘤有时似乎承担自己的生活,增长速度异常快或突然一个抗癌药物产生了耐药性。这种行为通常被解释为癌症基因分离细胞的染色体和“引人注目的”环的形状。到目前为止,一直知之甚少如何这些DNA环出现以及他们如何继续发展随着肿瘤的发展。

柏林国际领导的研究小组夏洛蒂和马克斯·德尔布吕克中心现在已经利用一种新方法跟踪这条道路在神经母细胞瘤,一种癌症。结果已发表在《华尔街日报》自然遗传学。

被认为是最大的挑战之一癌症研究、DNA环是微小的遗传物质循环悬浮细胞的细胞核数以百计,染色体分离。他们在1965年首次发现,仍然给研究人员带来许多问题。所有这些戒指是从哪里来的?它们的功能是什么?他们如何影响细胞和生物体作为一个整体?

有一件事是明确的:在儿科和近三分之一的肿瘤成人患者中有DNA环在自己的细胞,这些肿瘤几乎总是高度咄咄逼人。环状DNA,称为染色体外的DNA (ecDNA),也经常涉及当肿瘤以前有效的药物产生耐药性。世界各地的研究人员希望找出治疗癌症的新方法通过研究这个特定形式的基因信息。然而,ecDNA并不总是对肿瘤的生长有不利影响。一些戒指似乎也无害。

“区分危险和无害的DNA环和肿瘤内可以跟踪他们的进化,我们不得不看看组织一个细胞,”这项研究的负责人解释说,安东Henssen博士教授。他工作的儿科肿瘤学和血液学查利特,并研究实验和临床研究中心(ECRC),联合机构查利特和马克斯·德尔布吕克的中心。

他和他的团队已经开发出一种技术,可以阅读现有的DNA的遗传密码环为每个单独的细胞。同时,它告诉哪些基因是活跃在戒指上。“这让我们简单数数有多少细胞肿瘤是一个特定的戒指,“Henssen说。“如果没有多少,那戒指不是癌症的生长高度相关。但是如果有很多人,这显然给肿瘤细胞选择性的优势。”

DNA环刺激肿瘤生长?

研究人员起初用新方法采取的快照都在培养的神经母细胞瘤细胞DNA环。神经母细胞瘤是一种高度恶性肿瘤,在非常小的孩子尤其普遍。研究表明,没有两个癌细胞是alike-where有人可能会有100个DNA环漂浮,下一个可能有2000。戒指也大小差异很大,其中最小的只有30个基因组成的组件和最大的由超过一百万人。

“大DNA环含有癌症源于细胞的染色体的基因,”冈萨雷斯Rocio查莫罗语解释说,这项研究的第一作者,他也研究儿科肿瘤学和血液学部门查利特和ECRC。

“环形状让他们绕过经典遗传学定律,因此他们承担一种自治。这些癌症基因自己出,如果你愿意。我们才刚刚开始理解的影响。在我们的研究中,我们发现大型DNA环在许多神经母细胞瘤细胞,因此它们显然刺激细胞生长。小环只是孤立地发现,所以他们可能不太相关的癌细胞。”

一个独立的癌症基因的进化

首先了解一个ecDNA起源于然后在肿瘤发展,研究小组的第二步是分析儿科neuroblastoma-cell细胞。他们的发现表明MYCN,一个已知的癌症基因,首先脱离其染色体的起源和形成了一个环形状的肿瘤的增长,在这种情况下。然后两个环合并形成更大的一个,失去了一个短的一部分,然后长。

“最后一环似乎是第一个授予一个增长的优势,因为它是唯一一个出现在许多神经母细胞瘤细胞,”Henssen说。“这表明癌症基因不仅通过这些过程独立,但也继续提高。”

这种洞察DNA环内肿瘤的进化是不可能如果没有新开发的方法。现在的研究小组计划使用相同的方法来重建的发展阶段进一步病例的癌症。研究人员希望这将允许他们更好的区分危险和无害的DNA环之间。

“我们希望在未来,我们将能够看到在个别情况下,是否肿瘤特别积极,从观察DNA环,”Henssen说。“然后我们可以调整治疗。这就是为什么测试特定DNA环的预测能力是我们研究的下一个目标。”