染色体外环状DNA有望作为肿瘤放疗增敏的新靶点

刘强

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染色体外环状DNA有望作为肿瘤放疗增敏的新靶点

    作者简介: Email:liuqiang@irm-cams.ac.cn;
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-01-27
  • 网络出版日期:  2023-02-13
  • 刊出日期:  2023-02-25

染色体外环状DNA有望作为肿瘤放疗增敏的新靶点

    作者简介:Email:liuqiang@irm-cams.ac.cn
  • 中国医学科学院放射医学研究所,天津市放射医学与分子核医学重点实验室,天津 300192

English Abstract

  • 我国国家癌症中心最新的癌症统计数据显示,我国每年新发癌症病例达392万,死亡病例达233万,肺癌和乳腺癌的发病率分别位列我国男性和女性癌症发病的首位[1]。由此可见,癌症的预防和治疗已成为我国重大卫生问题。近年来,随着立体定向放射外科的飞速发展,放疗在癌症治疗中发挥了重要作用,也给很多癌症患者带来巨大福祉。然而,肿瘤细胞在放疗中后期往往产生不同程度的辐射耐受性,从而降低了预期的疗效。因此,探索提高肿瘤辐射敏感性的分子靶点及其机制,成为当今肿瘤放疗领域的研究热点。

    近年来随着分子生物学的技术突破,染色体外环状DNA(extrachromosomal circular DNA, eccDNA)与肿瘤的关系成为人们研究的热点。多年来,研究人员一直都默认基因均是在染色体上,eccDNA的发现颠覆了大家的传统认知。近年来的研究结果显示,癌基因在染色体以外的DNA上也是广泛存在的[2]。eccDNA是一种存在于染色体外、高度开放的DNA 颗粒,多存在于人类癌细胞中,但其分布情况比较复杂。有的细胞可能完全没有eccDNA,而有的细胞可以携带几十甚至上百个eccDNA。携带原癌基因的eccDNA广泛存在于肿瘤中,且分布方式非常复杂,而正常细胞中几乎不存在eccDNA。如果按照肿瘤类型划分,不同类型的肿瘤,其eccDNA阳性的比例也不同。而对于一个细胞群体来说,不同的细胞携带eccDNA的数量也是不同的。eccDNA能通过基因扩增和改变基因调控来介导癌基因的高表达,因此其被认为与肿瘤的异质性和耐药性相关,这也为癌症研究打开了一扇新的大门。

    编码致癌基因的eccDNA是癌症基因组的普遍特征,也是癌症进展的一个强有力的驱动因素。eccDNA是共价闭合双链,大小为100 kb至几个Mb不等。因缺乏着丝粒,eccDNA在细胞分裂过程中会随机分布于子细胞,这就方便了其快速累积,而且可以重新整合到染色体中,因此也可作为某些染色体扩增的前体[3]。eccDNA没有染色质的致密性,但具有更高的染色质可及性,且包含内源性致癌基因增强子元件,这表明癌基因扩增子可能是通过调控依赖性进行扩增转录的。eccDNA在细胞分裂期间或DNA损伤后会相互聚集,但其聚集后的生物学后果目前还不甚了解。不过,可以明确的一点是,eccDNA能够促进癌基因的表达,并与肿瘤的耐药性相关,但eccDNA与肿瘤的放疗抵抗存在怎样的联系,目前的研究还是一片空白。

    基于近年来的研究,笔者提出eccDNA在今后肿瘤放疗领域的研究展望。第一,eccDNA是否通过促进癌基因的表达来影响肿瘤放疗的预期效果?eccDNA是否与肿瘤的放疗抵抗相关?这些将是研究人员今后重点解决的问题之一。第二,eccDNA能否作为肿瘤患者放疗敏感性的评价指标?如果可能,临床上可根据eccDNA的水平及其变化给予个体化的放疗方案,提高放疗疗效。第三, eccDNA通过多种途径促进肿瘤的发生发展,同时也通过多种机制促进肿瘤对治疗因素的抵抗,其中就包括肿瘤的放疗抵抗,eccDNA导致肿瘤辐射抵抗的具体机制是什么?其机制可能涉及肿瘤细胞的DNA损伤修复、细胞凋亡、铁死亡、细胞周期等等,这些机制的探索,必将为放疗增敏药物的研发提供科学依据,解决临床上肿瘤放疗抵抗的问题。

参考文献 (3)

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