为何特定的缺陷基因仅在特定部分诱发癌症?

长期以来科学家们一直在研究试图揭示癌症是如何开始的,毫无疑问答案在于细胞内部及DNA上的信息;当细胞中DNA中出现某些缺陷时,其就会促进细胞过度生长和分裂,但尽管缺陷的基因是不同类型癌症的共同点,但并非所有癌症都会携带相同缺陷的基因,并非携带缺陷基因的所有细胞都会发生癌变,实际上,有些缺陷仅会在机体特定器官中引发癌症(即使机体中所有细胞都携带这种缺陷)。

图片来源:Cancer Research UK

近日,来自哈佛医学院的研究人员就试图揭开这一谜题,研究人员对来自机体8个不同器官中的健康细胞进行了相关研究,观察当引入不同DNA缺陷时这些细胞会发生什么。目前研究人员计划建立某些特殊基因与特定器官癌症发生的关联,首先他们从对名为Wnt的细胞生长分子开始研究。如今研究者Owen Sansom等人多年来一直在研究Wnt在肠癌发生过程中扮演的关键角色,Wnt是一种漂浮在细胞外的特殊分子,其能锁定在某些细胞表面,诱发细胞内级联信号反应进而改变细胞的行为。

20世纪80年代科学家们首次在果蝇机体中发现Wnt的存在,如果通过突变分子来干扰Wnt信号,果蝇就会发育出缺陷的翅膀;当研究人员在果蝇机体中研究Wnt信号时,其它研究人员开始在小鼠机体中研究Wnt信号和乳腺癌的关联;据研究者介绍,大约五分之四的肠癌中都会存在分子突变(APC),其会减缓Wnt信号。有些患者机体所有细胞中都携带有这些突变,这是一种APC的遗传突变,那么这些个体一生中患结直肠癌的风险大约为100%。

携带基因突变的个体患其它癌症的风险也会略微升高,包括乳腺癌等,但这与他们患肠癌的风险完全不同,这就让研究人员非常好奇,因为缺陷到处存在,为何其仅会在特定器官中引发癌症呢?同时研究者还想知道为何Wnt信号在某些组织中要比在其它组织中更为重要?研究者Sansom说道,肠道中的Wnt信号能告诉细胞去不断生长,但如果乳腺细胞发现了过多Wnt的话,其就会变得像皮肤细胞一样。

乳腺细胞通常并不会看到过多Wnt漂浮在周围,因此如果Wnt开始出现的话,其就会向细胞发送信号表明这是不对的,但其会通过分裂并癌变来不产生反应,相反其会转变地更像皮肤细胞,从看到更多的Wnt。研究者认为,细胞在机体中所处的未知能够帮助确定其如何产生反应,或许在乳腺细胞中你能够持续开启皮肤基因的表达而并非肠道肿瘤基因的表达,因此当Wnt存在时就会转变成为皮肤细胞。

图片来源:David Huels and Professor Owen Sansom

研究者首先仔细分析了当Wnt信号在不同器官中失控会发生什么,他们想知道如果剔除掉调节分子APC或激活小鼠机体中另一部分通路到底会出现什么影响,目前研究人员正在研究Wnt信号在其它癌症发生过程中所扮演的关键角色,比如胰腺癌和皮肤癌等;他们希望能够更深入地分析DNA本身,比如DNA被包装的分子机制。

为何不同的错误基因在特定癌症中如此重要可能与一个基本问题有关,即为何尽管拥有着相同的DNA编码信息,但不同器官中的细胞行为看起来并不相同;科学家们认为,归根到底还是DNA被包装在细胞内方式的不同,DNA的某些部分像线圈一样紧密缠绕,这意味着其中的信息会被掩盖且难以接近,而DNA线圈的其它部分则比较松散,意味着其是开放的。

DNA是紧密包裹还是处于松散模式取决于细胞类型的不同,这意味着,尽管所有细胞拥有相同的遗传指令,但其可用的信息或许依赖于其在细胞中所处的位置。研究者们认为癌症也是如此,如今他们正在深入研究负责包装DNA的蛋白质,从而试图找到一些线索;目前研究者们正在对一种名为PRC2的蛋白复合体进行研究,去其负责包装细胞内的DNA,并且指挥DNA哪些部位会被开放并进行读取,同时其在癌症扮演着关键的角色。如今研究人员希望能够回答关于癌症如何产生最基本的问题,并利用相关的研究结果来寻找癌症靶点、开发新型抗癌疗法。

原始出处:

Why do certain faulty genes only cause cancer in some parts of the body?

Katie Roberts, Cancer Research UK

原标题:为何特定的缺陷基因仅会在机体特定部分引发癌症?

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