麻省总医院:细胞老化导致的 DNA 结构改变会抑制肿瘤的发展

   2022-03-23
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广义而言,人类的基因被分为两个区室,一个是相对开放的,转录活跃的 DNA 内层(A 区室)和一个相对不活跃的 B 区室。A 区室中,细胞最常使用的基因很容易在此获得。

美国麻省总医院癌症研究中心临床研究员 Sarah E. Johnstone 博士和同事们观察到结肠癌细胞中这种 DNA 结构的重组,但值得注意的是,这种重组似乎具有抑制肿瘤的作用,而不是与病理学相关。

Sarah E. Johnstone 博士

癌症研究中心临床研究员

美国麻省总医院

在《细胞》期刊上研究人员表示,他们的发现可以为癌症治疗,早期诊断和更好的预后提供参考。

中间区室 I

研究人员绘制了结肠肿瘤细胞和正常结肠细胞的基因组三维结构图。他们发现在区室 A 和区室 B 的交界处有一个与 AB 区室相互作用的中间区室 I。

在肿瘤细胞中,区室 A 和区室 B 之间的分隔破裂。区室 B 移向细胞核,具有相互作用功能的区室 I 移向区室 B。

图 1:正常结肠上皮细胞(黑框内)的苏木精-伊红染色图像,染色质苍白均匀(左),结肠癌肿瘤细胞的细胞核不规则,增大,染色质不规则(右)

细胞老化的作用

肿瘤细胞区室的结构重组与 DNA 低甲基化和染色质环的变 h 化有关,而染色质环是人类癌症的一个共同特征。 但是,令人惊讶的是,人工老化的非肿瘤细胞也表现出了相同的结构变化。因此,区室重组和低甲基化似乎反映了累积的细胞分裂现象,而不是特定的致癌过程。

转录结果

尽管 DNA 甲基化缺失,但肿瘤细胞中区室 B 和区室 I 的转录活性却降低了:参与结直肠癌发展的 146 个基因表达下调。此外,少数与抗肿瘤免疫相关的基因表达上调。因此,区室破裂实际上与肿瘤抑制性转录有关。

图 2:正常结肠细胞(左)和结肠肿瘤细胞(右)中区室 A(蓝色)和区室 B(黄色)的聚合物模型显示,与正常细胞核相比,肿瘤细胞核具有无组织的染色质区室分离。

多癌症分析

在其他 10 种上皮性肿瘤类型的 7 种中,共有 367 个致癌基因因为低甲基化而导致表达下调。这意味着区室结构重组可能是一个普遍的肿瘤抑制机制。确定细胞老化过程如何阻止肿瘤的形成可能会引领创新的抗癌疗法。

参考:

《细胞》(Cell):https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092867420309387


编辑: dxy_eacjf9u9    来源:麻省总医院

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