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Nature丨肿瘤进化的暗物质:探索ecDNA的临床意义与治疗潜力

BioArt  · 公众号  · 生物  · 2024-11-11 08:30

主要观点总结

本文介绍了染色体外DNA(ecDNA)在人类癌症中的作用。ecDNA是一种大型、可移动的环状DNA分子,常驻于许多癌细胞的细胞核中,其非染色体的遗传方式和细胞分裂时的随机分配加速了基因组变化,推动了治疗抗性的产生。英国弗朗西斯·克里克研究所的Charles Swanton团队在Nature上发表了题为《Origins and impact of extrachromosomal DNA》的文章,揭示了ecDNA在不同癌症中的多样性及其与组织、遗传和突变背景的关联。该研究通过计算分析,揭示了ecDNA的频率、拷贝数和大小在不同癌症类型中的差异,并探讨了ecDNA作为驱动癌基因扩增的机制。此外,研究还发现含有ecDNA的肿瘤样本中T细胞浸润减少,可能有助于肿瘤逃避免疫反应。

关键观点总结

关键观点1: 染色体外DNA(ecDNA)是癌症发展中的重要角色。

ecDNA是一种可移动的环状DNA分子,存在于许多癌细胞的细胞核中,其非染色体遗传方式和随机分配加速了基因组变化,推动了治疗抗性的产生。

关键观点2: 英国弗朗西斯·克里克研究所的研究揭示了ecDNA在不同癌症中的多样性和其在组织、遗传和突变背景中的关联。

研究人员分析了来自13个英国国家卫生服务基因组医学中心的14,778名患者的癌症样本,覆盖了39种不同的肿瘤类型,揭示了ecDNA的分布情况、频率、拷贝数和大小等特征。

关键观点3: ecDNA与免疫调节和基因扩增有关。

研究发现含有ecDNA的肿瘤中有一部分含有免疫调节基因,这些基因可能具有独立于附近癌基因的独立功能,并且影响T细胞浸润。此外,还发现不同载物的ecDNA能够通过反式相互作用形成ecDNA枢纽。

关键观点4: ecDNA与基因组不稳定性和肿瘤突变负担有关。

研究发现TP53基因突变与ecDNA的存在强烈相关,而MDM2扩增与TP53突变互斥。此外,含有ecDNA的样本展现出更高的肿瘤突变负担(TMB),并且与特定肿瘤抑制基因突变和全基因组复制等有关。

关键观点5: 研究强调了针对ecDNA的潜在治疗策略的重要性。

通过对大量癌症样本的分析,揭示了ecDNA在肿瘤发展和治疗抗性中的关键作用。这一发现为癌症的精准治疗提供了新视角,并有望改善患者的生存前景。


文章预览

撰文 | 咸姐 在人类癌症的广阔领域中, 染色体外DNA ( ecDNA ) 是一个不容忽视的存在。这些通常大于500千碱基对的大型、可移动的、含有基因 (和调控区域) 的环状DNA分子,常驻于许多癌细胞的细胞核中。它们非染色体的遗传方式和细胞分裂时的随机分配,使得癌基因拷贝数激增,肿瘤内部遗传异质性增加,从而加速基因组变化,推动治疗抗性的产生。ecDNA的高可及性染色质和其环形结构导致的基因调控架构改变,以及形成促进分子间合作的中心倾向,共同产生了高水平的致癌转录,为肿瘤形成贡献了重要力量。ecDNA可以在肿瘤发生的早期阶段出现,也可以在疾病进展的后期被检测到。由于ecDNA通过快速的基因组改变推动治疗抗性,可能因此加速疾病进展,因此区分ecDNA和其他类型的局部扩增至关重要。可以想见,通过计算破译一个扩增基因是否 ………………………………

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