药明康德/报导

今日，顶尖学术期刊《天然》在线宣布了一项关于癌症的重要发现。斯坦福大学（Stanford University）与加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的一支联合团队指出，一类古怪的DNA，或许是癌症难治的要害。

信任咱们的读者朋友们都知道DNA的姓名。作为遗传信息的载体，DNA上编码了生命的蓝图。在一个典型的人类细胞里，都有23对由DNA和蛋白质组成的染色体，它们的均匀巨细尽管只要6微米，只能在显微镜下看到它们的容貌。但如果把一个细胞里的DNA拉直，头尾相连，那么总长度就可以挨近2米！而如果把人体内一切细胞里的DNA拼接在一起，总长度更是太阳系直径的两倍！

而生命的精妙之处则在于，尽管DNA里有着如此众多的遗传信息，每一条基因的表达，却都受到了准确的调控。在人类和其他真核生物里，通常情况下，DNA都会紧紧环绕在一种叫做“组蛋白八聚体”的结构上。比及需要用某段DNA的遗传信息时，这些紧紧环绕的DNA才会松开。从某种程度上讲，这有点相似咱们古代的“竹简”。平常它都被折叠起来，只要在被阅览时才会被打开。

图片来自：vlasta2, bluefootedbooby on flickr.com [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]

但科学家们发现，癌细胞里的DNA，看起来有些不一样。

2014年，宣布在《科学》杂志上的一篇论文发现，癌细胞里存在一种叫做“染色体外DNA”（extrachromosomal DNA，缩写是ecDNA）的特别DNA。望文生义，它并不像传统的DNA那样被压缩在染色体中。而且，这种DNA能让癌细胞发作快速变异，与癌症医治的耐药性有关。2017年，在《天然》杂志上，研讨人员们又发现，带有致癌基因的ecDNA，其呈现的频率要比预期高出十分多！在健康的人类细胞里，简直看不到它们的痕迹。而在将近一半的人类癌症里，都可以观察到ecDNA。

而在这项研讨里，运用超结构成像技能、光学测绘、以及全基因组测序剖析，科学家们对ecDNA有了进一步的知道。

运用扫描电子显微镜，咱们在癌细胞里看到了染色体DNA（蓝色箭头）和ecDNA（橙色箭头）（图片来自：Image courtesy of Paul Mischel, UC San Diego）

详细来看，科学家们指出，ecDNA是一种特别的环状结构，看起来有点像细菌里的质粒DNA。而结构上的剖析则标明，这类独立于染色体存在的环状DNA，在表达上并不怎样受限，而是很简单就发动转录和表达的程序。不幸的是，在这些DNA上，往往都是一些致癌基因。因而，癌细胞可以熟练地运用ecDNA，发动很多致癌基因，协助它们快速成长，并对环境快速做出反响，发作耐药性。

更可怕的是，当癌细胞发作割裂时，这些ecDNA并不像染色体那样，会被均匀分配。相反，一个子细胞里，或许取得很多的ecDNA，而它上头或许满是致癌的基因。这样的细胞也会更具损害。2017年，尖端医学期刊《新英格兰医学杂志》上的一项研讨也证明，在非小细胞肺癌患者中，癌细胞的骤变数量是多是少，并不会影响患者的预后。相反，基因拷贝数改变越多的患者，癌症就越难治，他们的预后也就越差。

图片来自：参考资料[4]

“这是一个颠覆性的发现。癌细胞ecDNA与一般DNA的形状不一样，这个发现有很重要的潜在价值。它不但能协助咱们了解癌症的生物学，也会对临床带来影响，”本研讨的通讯作者之一Paul S. Mischel教授说道：“经过标明ecDNA是一种环状结构，而且揭穿它的表观遗传学结构，咱们发现了很重要的信息。它让咱们更好地了解癌细胞里已遭损坏的基因组和表观遗传学组，为其3D结构带来了新的洞见。这在结构基础上让咱们了解为何一些特定的癌细胞如此具有侵袭性。”

总结来看，曩昔的科学家们往往专心于哪些基因与癌症相关。现在咱们我们都知道，这些基因的方位也相同重要。值得一提的是，就在2个月前，一家名为Boundless Bio的生物技能公司取得了4600万美元的融资，想要按捺癌细胞内ecDNA的发作和代谢，其一起创始人Howard Y. Chang教授也是这项《天然》研讨的通讯作者之一。在融资的新闻稿中，他们决心满满地指出，靶向ecDNA的立异疗法将会是化疗、靶向疗法、免疫疗法后，癌症医治的第四次革新。他们能否实现许诺？让咱们拭目而待。

参考资料：

[2] Vicious circles: Ring-shaped DNA provides cancer cells with a malignant twist, Retrieved November 20, 2019, from https:///s?__biz=MzIzMTU0NTM5MA==&mid=2247492875&idx=1&sn=97ce76ee5da3856df8509d8073d5077d

[4] Mariam Jamal-Hanjani et al., (2019), Tracking the Evolution of Non–Small-Cell Lung Cancer, NEJM, DOI: 10.1056/NEJMoa1616288