研究表明,可逆的分子变化会导致癌症

虽然二分之一的人将发展某种形式的癌症在他们的一生中,我们对这种疾病还有很多不了解。但是由于持续的研究努力,我们不断了解癌症的生物学知识。这些最近的发现之一甚至可能改变我们对以下方面的理解癌症是如何发展的.

但在我们谈论新发现之前,让我们先讨论一下试图解释为什么正常细胞会变成癌细胞的经典理论。该理论认为DNA突变是癌症的主要原因。

众所周知,衰老以及一些生活方式和环境因素(如吸烟和紫外线辐射)会导致我们细胞中的随机DNA突变(也称为基因改变)。大多数基因改变会引发细胞死亡或没有后果。

然而,一些突变有利于细胞存活。如果一个细胞中发生足够数量的“延长寿命”的DNA突变,这个细胞将变得几乎不朽——开始一系列不受控制的复制,从而产生癌症。这一理论得到了以下方面的证实:广泛的实验证据.

然而,这个理论非常重视 DNA 突变,这是不可逆的并且经常难以定位用药物。因此,如果癌症仅由基因突变引起,那么我们杀死癌细胞的能力可能会受到限制。

有趣的是,关于癌症是如何开始的还有其他理论。如果这些理论也有效,我们就可以开发出更好的方法来预防和治疗癌症。

研究人员最近对其中一种新理论进行了测试《自然》杂志.这项研究是在果蝇中进行的(它们75%的基因与人类疾病有关)。

研究人员利用这些苍蝇来研究癌症是否可能由以下原因引起表观遗传变化– 可逆的“标记”,添加到基因组中以打开和关闭基因。

“遗传学”和”表观遗传学“听起来很相似,但它们表示两个截然不同的过程。要了解基因突变和表观遗传改变之间的区别,可以把你的DNA想象成一本书,其中包含一些制作自己所需的信息。

根据这个比喻,每个基因都相当于本书中的一句话。基因突变相当于用笔划出或修改一个句子。一旦完成,您将无法撤消它。

表观遗传标记是更微妙的变化——比如用铅笔在句子下划线或使用书签快速检索某个页面。这些变化是通过在DNA本身或与DNA密切相关的蛋白质中添加或去除小分子来实现的。

因此,表观遗传变化是可逆的,但它们会对细胞“读取”DNA的方式产生深远的影响。

表观遗传标记对于在发育过程中打开和关闭基因至关重要(例如帮助我们形成我们的眼睛在子宫里)。表观遗传标记还在外部环境和基因之间架起了一座桥梁。例如,基因的表观遗传调控使动物能够适应季节变化.

很长一段时间以来,表观遗传标记被认为转瞬即逝,无法真正导致癌症。但是我们的研究小组和许多其他人以前的工作表明,癌细胞会积累几种表观遗传改变这些改变可以像DNA突变一样有效地促进癌细胞存活。

这表明癌症是通过遗传和表观遗传改变的积累而发展的。

然而,该领域的先前研究没有足够的证据证明表观遗传改变可以在没有DNA突变的情况下导致癌症。

最近的这项《自然》研究首次表明,即使没有DNA突变,表观遗传标记的暂时变化也足以导致癌症。

治疗癌症

这不仅是一个科学上引人入胜的结果,而且是可能改变我们治疗某些癌症方式的证据——特别是如果这些结果在未来的研究中得到证实。

如果表观遗传改变导致癌症,那么研究人员可以开发针对这种致命疾病的表观遗传疗法。许多科学家和制药公司都有一直在努力在过去的几十年里。

这些疗法将通过改变可逆表观遗传标记的分布来重新编程癌细胞。这将使细胞恢复到正常行为,从而停止不受控制的繁殖。

其中一些新的表观遗传药物现已在一些国家被批准用于治疗血癌和肉瘤.其他表观遗传药物在临床试验适用于最常见的癌症类型,包括乳腺癌和前列腺癌。

表观遗传癌症理论对癌症检测也有影响。异常表观遗传标记的痕迹由癌细胞释放,可以在癌症患者的血液中找到。

这就是为什么我和我的同事描述了血液检查可以从微量的血液中检测表观遗传标记。由于在癌症患者的血液中也可以发现DNA突变,因此结合基因和表观遗传测试可以使癌症检测更加准确。

表观遗传疗法也可以与传统的癌症疗法相结合,例如手术或放疗,这在许多情况下非常有效。

我们的团队还提出表观遗传学药物和检测有可能用于开发更好、更精确的治疗方法,为每位患者进行优化——尽管这项技术还有很长的路要走。

虽然癌症的表观遗传学理论解释了疾病进展的重要方面,但这并不意味着经典的癌症理论是错误的。这一新理论丰富了我们对复杂现象的理解,提醒我们关于癌症还有很多东西需要了解。

这项研究的下一步是在其他模型(如人类细胞)中测试表观遗传理论,以进一步开发精准治疗。

弗朗切斯科·克雷亚,癌症遗传学高级讲师,开放大学

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