破碎的染色体为何会使癌细胞产生耐药性?

来源:医生在线 时间:2021/03/11 17:14 阅读:352
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  癌症是世界上健康危机之一,与某些疾病不同,癌症是一种不断恶化、不断耐药、不断复发的疾病。 “色鳞病”一词的字面意思是“染色体破碎”。经历了染色体去除的染色体首先分裂成许多片段,然后通过DNA修复随机重新连接在一起,发生非同源末端连接。有研究人员发现破碎的染色体会使癌细胞产生耐药性。
  染色质减数分裂或“染色体碎裂”是一种突变过程,通过该过程,一个染色体经历大规模的重新排列。染色体区域分裂成更小的片段,重新排列、重新连接,呈现出一个新的基因组。

  “这些重排可以一步完成。”加州大学地方亚哥分校医学院的研究员OferShoshani博士解释说,“在发生色杆菌病的过程中,细胞中的一条染色体破碎成许多碎片,甚至分解成数百个碎片,然后以重新排列的顺序重新组装。”有些片段丢失了,而另一些则保留为染色体外DNA(ecDNA)。这些ecDNA中的某些元素促进癌细胞生长并形成微小染色体。”

  在癌细胞核内部的该扫描电子显微照片中,蓝色箭头指示染色体,橙色箭头指示环形染色体外DNA。图片来源:加州大学地方亚哥分校健康科学

  研究小组先前进行的研究发现,在许多癌症中,多达一半的癌细胞都携带促癌基因ecDNA。在当前的研究中,研究人员采用了直接观察染色体结构的方法,以确定基因扩增的步骤以及对甲氨蝶呤耐药的潜在机制。

  该团队对产生耐药性的细胞的整个基因组进行了测序,揭示了染色体破碎促进了ecDNA基因的形成,这些基因使抗癌治疗产生抗性。研究人员还观察了染色体内基因扩增后,“色鳞病”如何驱动ecDNA的形成。

  研究结果表明,色杆菌病是主要驱动因子,可加速基因组DNA重排和扩增ecDNA,并能快速获得对变化的生长条件的耐受性。

  Shoshani说:“染色体破碎将染色体内扩增(内部)转化为染色体外(外部)扩增,然后扩增的ecDNA可以适应化学疗法或放射疗法对DNA的损伤而重新整合到染色体位置。这项新研究突出了染色质增生在癌细胞DNA中的所有关键阶段的作用,解释了癌细胞如何变得具有侵略性或耐药性。”

  “我们鉴定出DNA的破碎是抗癌药耐药性的驱动力,以及重组破碎的染色体片段所必需的DNA修复途径的驱动力,从而合理设计药物联合疗法防止癌症患者产生耐药性,改善其治疗效果。”克里夫兰指出。
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