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小鼠实验分析近600个肿瘤:遗传背景决定促癌突变路径

摸鱼不慌
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  英国剑桥大学日前发布的一项研究揭示,个体遗传基因会与后天获得的基因突变相互作用,这会影响肿瘤形成和演化。这项发现有助于解释为何吸烟、紫外线等造成的脱氧核糖核酸(DNA)损伤可能会使一些人患癌,另一些人则不会。

英国剑桥大学、爱丁堡大学等机构的研究人员通过小鼠实验发现,个体的遗传背景不仅影响突变过程,还决定肿瘤形成的具体路径。这项涉及4个不同遗传品系的分析成果已发表在学术期刊《自然》上。

环境暴露与癌症遗传关联的研究难题

肿瘤形成源于DNA突变导致细胞加速生长并忽视凋亡信号。吸烟、日晒等环境暴露会影响DNA受损程度,但并非所有暴露者都会患癌。许多吸烟人士并不会患肺癌,而一些非吸烟人士却确诊了这种疾病。研究人员认为这与遗传基因有关,但要找到直接证据十分困难。

实验设计:培育遗传多样性的小鼠品系

为破解难题,研究团队培育了4个对肝癌易感程度不同的小鼠品系,其遗传多样性与人类群体相当。在受控条件下,这些小鼠在15日龄时暴露于相同剂量的肝脏致癌物二乙基亚硝胺。

二乙基亚硝胺存在于烟草烟雾和部分加工食品中,可损伤肝细胞DNA并引发可能启动肿瘤生长的突变。

关键发现:促癌突变路径受遗传背景调控

团队对不同品系小鼠近600个肿瘤进行基因组测序并分析基因活动。结果显示,所有患癌小鼠体内的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路均被激活。该通路控制细胞生长与分化,在多种癌症中发挥关键作用。

遗传背景的不同会决定它们获得哪一种促癌突变。获得的特定突变还会影响其他癌症相关信号通路的活性以及“全基因组加倍”的倾向。

“全基因组加倍”是癌细胞中染色体数量整倍增加的现象,在癌症进程中较常出现。

研究意义与局限

研究人员表示,这项研究表明遗传因素既影响突变过程,也影响肿瘤形成路径。未来癌症预防和筛查策略或许需要更多考虑遗传差异及人群多样性,癌症诊断和治疗可能也需要更加个性化。这提示基于统一标准的癌症诊疗模式或将得到调整,个体基因组信息有望成为重要参考。

不过,目前结果是在小鼠实验中获得,相关发现仍需进一步验证。研究论文已刊登在国际学术期刊《自然》上。