1. 癌症起源 - 众说纷纭
【1】Science:科学家提出癌症起源新见解
doi:10.1126/science.aad2197
最近,一项刊登于国际杂志Science上的研究论文中,来自波士顿儿童医院的研究人员通过研究首次观察到了癌症起源中受癌症影响的第一个细胞,同时还观察到了癌细胞在活体动物中的扩散情况,相关研究或可帮助研究者理解黑色素瘤及其它癌症的发生机制,并为开发治疗相关癌症的新型疗法提供希望。
研究者Charles Kaufman博士指出,我们并不清楚为何机体中的某些细胞总是在癌症中发生突变,本文研究中我们发现,癌基因激活或肿瘤抑制子缺失后就会引发癌症发生,而且这其中会涉及一些改变将单一细胞推回至干细胞状态,这些改变包括对一系列基因进行靶向作用来阻断癌症开始。
文章中,研究者对活体斑马鱼进行实时成像来追踪黑色素瘤的发生,所有的斑马鱼都携带有人类癌症突变BRAFV600E,这种突变在很多良性痣中存在,但斑马鱼中缺少肿瘤抑制基因p53。研究者对斑马鱼进行工程化操作以便当名为crestin的基因开启时单一细胞会产生出荧光绿,这就可以帮助激活干细胞遗传程序的激活,这种特殊程序在胚胎发育后会被关闭,但偶然间程序中的crestin和其它基因就会开启表达。
【2】科学家揭示多数癌症起源的过程
新闻阅读:Scientists uncover process that could drive the majority of cancers
p53基因由于在防止基因突变中的突出作用故被描述为“基因组卫士”。超过一半的癌症被认为源于p53突变或丧失作用,而现在最近的一项研究由Richard Moran博士解释了原因。
发表在《Molecular Cancer Therapeutics》杂志上的一篇文章研究结果显示,p53基因突变,或失去激活蛋白复合物的功能, 该蛋白复合物称为哺乳动物靶向雷帕霉素复合体1(mTORC1),这有助于调节细胞增殖所需的能源资源。mTORC1由几十种蛋白质组成,细胞使用细胞内的溶酶体胞膜作为支架将所有这些蛋白质聚集在一起。针对正常细胞的需要,p53基因有助于维持适当水平的蛋白质, 在溶酶体中称为结节性硬化症复合体2(TSC2)。当p53功能减退时,研究发现溶酶体TCS2的水平下降,一种小的蛋白质RHEB将取而代之。正是这种RHEB的积累才能激活mTORC1并导致异常的细胞增殖的控制。
【3】PNAS:原生动物可以作为癌症起源研究的模型
doi:10.1073/pnas.1502599112
癌,这个名称是一系列不同恶性组织的统称。一般的理论认为,由单一或者少数细胞起源的恶性增殖组织的生长不受控制,最终形成肿瘤。如果不经治疗,恶性肿瘤会对人体产生很大的伤害,并且最终导致人的死亡。尽管针对癌症的研究已经进行了很多年,而且对于部分癌症在早期也有了针对性的治疗方法,因为缺少相应的模式系统,以及不同癌症起源的复制性,导致我们对于癌症起源的机制还很不清晰。来自中国中山大学、英国索尔福德大学和美国加州大学欧文分校的联合课题组认为,单细胞寄生虫(布氏锥虫和刚地弓形虫)与癌细胞存在一定的相似性,可以使用它们作为模式生物来研究癌症的起源。
癌症的起源现在的理论普遍认为是因为不可控制性的恶性增长和突变的累积,最新的理论还认为,癌细胞所处的组织的选择压力也影响癌症的发展。而且有的癌症似乎是可以传染的。例如一种濒危物种袋獾(Tasmanian devil )可能会通过咬其他个体,导致“袋獾面部肿瘤”从一个个体传染给另一个个体。早在1996年,一个雌性袋獾将这种肿瘤传给其他个体,然后这种肿瘤发展成为两个亚型,在整个种群中传播,并导致了整个种群全部死亡。最近的研究还发现,有些类型的白血病能够从母亲传递给胎儿,从而成为了癌症可以传染的又一个例子。这些传染癌症的例子,与寄生虫的传染存在一定的相似性。
【4】颠覆癌症起源 生活方式或是重要影响
原文来自:Evolution,not just mutation,drives development of cancer
最近发表在《美国科学院院刊》的一篇文章认为,我们对于癌症起因的理论需要进行修改了。这篇文章认为,以前人们认为癌症的起源完全是因为一些基因突变引起的,在致癌基因里的突变导致了癌症细胞的出现并开始扩增。然而,最新的研究认为,在正常的组织中,基因突变的细胞还会受到群体的压力选择,因此这种选择压力和突变一起共同决定着癌细胞以及肿瘤的形成。造成这种选择压力变化的因素与生活方式以及老年化相关。
最新的癌症形成的理论认为,在正常的组织中,本来就由一定的细胞携带着致癌突变,但是健康的个体或者组织中,这些基因突变的细胞还是正常工作着,其致癌的天性一直被正常细胞压制着。直到出现一些偶然或者必然的因素,例如老年化、吸烟、饮酒等,携带者致癌基因的细胞发现环境发生了改变,发展成为癌细胞对自身更加适应,这时候癌细胞便开始爆发。即使在正常组织中,仍然会有很少的癌细胞,但是这些癌细胞并不能竞争的赢正常细胞,因此他们的数量总是低于一定的值,而不会产生肿瘤,但是环境变差,癌细胞会比正常细胞更有适应性,数量开始增加并形成癌症。
【5】Nature:科学家通过研究揭示人类的癌症起源
近日,来自英国桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)等处的研究者通过研究首次揭示了引发肿瘤发育的突变过程,这些突变过程就可以帮助解释30种最为常见的癌症类型,这项研究或可帮助开发治疗以及预防一系列癌症的方法,相关研究刊登于国际杂志Nature上。
每一个突变过程都会留下特殊的突变模式,这就是基因组中引发癌症的印记,研究者通过对人类最常见的癌症中的7042个基因组进行研究,发现了其中20个突变DNA的特性,在这些突变标记中,研究者也鉴别出了隐藏在其背后的生化代谢过程。
所有的癌症都是由于机体细胞的DNA发生突变引起的,尽管我们知道烟草中的化学物可以引发肺部细胞的突变,进而引发肺癌,但是我们对于疾病发病背后的生物学过程却知道地甚少。研究者Ludmil Alexandrov表示,我们鉴别出了癌症的突变标记,这就可以解释病人的癌症发生历史以及其遗传突变标记;目前我们希望通过研究来理解癌症基因组突变标记中的复杂的生物学过程。
【6】癌症病变基因研究的里程碑——探索癌症起源
英国癌症研究中心的科学家对癌症研究已进入一个新的里程碑。目前已分析了21种癌症,其在健康组织中逐渐癌化的基因突变过程。这一研究的意义体现在能够让科学家更加了解癌症的遗传物质特征,从而可以开发出更好的癌症治疗方法。
目前已知有200多种癌症,光英国每天就有890人被确证为癌症患者。
找出导致突变的原因可找到新的治疗方法。如吸烟是引起的癌症已知的,但是一半以上的癌症病因仍是一个谜。
【7】PNAS:癌症起源的新线索
doi:10.1073/pnas.1120476109
近日,来自巴塞罗那生物医药研究所(IRBB)和斯隆凯特琳癌症研究中心(MSKCC)的研究者揭示了癌症起源新的研究信息,这项研究刊登在了国际著名杂志PNAS上。文章中,研究者表示癌症最初的形式及攻击力取决于机体防卫细胞完整性很多过程的缺失的结合,小鼠实验中,研究者发现高度染色体不稳定性以及程序性细胞死亡的缺失的小鼠很少发展为肿瘤。
肿瘤是否发展依赖于细胞周期中细胞损伤发生的时间,这项研究中,研究者H.Stracker表示,损伤应答可以促使肿瘤发生。
研究者使用癌症关键修复基因突变的小鼠,下一步,他们将这些小鼠和其它有细胞周期关键点或者凋亡相关突变的小鼠结合在一起,直到组合足以启动肿瘤发生或者产生某些类型的肿瘤,这就好比是解构癌症以发现效应因子。分裂细胞在DNA复制期间存在一系列的关键点,复制就在这些合适的关键点来发生。
【8】Nature Methods:不用生物标志物分离出癌症起源细胞
doi:10.1038/nmeth.1430
肿瘤起源细胞也称为肿瘤干细胞。在2月在线出版的《自然—方法学》中,研究人员报告了一种新方法:不用生物标志就可以分离出癌症起源细胞。
尽管有关癌症干细胞的学说有众多争议,但这种学说被广泛接受的一点是,肿瘤中的所有细胞地位并不均等,部分细胞比其他细胞更能启动新的肿瘤。研制出鉴别这种肿瘤起源细胞并将它们从早期肿瘤中分离出的方法,既需要基础研究也需要应用研究。
采用一种非传统的方法,Ivan Radovanovic和同事从人类神经胶质瘤中分离出了癌症起源细胞。分离这种细胞的标准方法要使用蛋白质生物标志,这种标志会在特定的蛋白质中表达出来,但目前即使最好的标志也没有足够的特殊性。Radovanovic和同事指出,根据神经胶质瘤启动细胞天然的自身荧光和细胞形状,可以从人类的神经胶质瘤中反复提取出这种细胞。
【9】科学家鉴别出癌症的细胞起源
来自斯坦福大学医学院的研究人员发现,膀胱粘膜的一种细胞类型导致了大多数的浸润性膀胱癌病例。这项在小鼠中完成的研究首次指出一种正常的细胞类型可以导致浸润性的膀胱癌。它也第一次证实了大多数的膀胱癌及相关癌前病变是由一种细胞所引起,揭示了许多人类膀胱癌在治疗后复发的原因。
研究的资深作者、生物化学和发育生物学教授Philip Beachy博士说:“我们已经知道,在癌症发展的一个中间阶段,一种癌症干细胞和它的后代细胞可以快速并完全取代整个膀胱粘膜。所有这些细胞一路经历数个步骤变成了一种侵袭性肿瘤。因此,当用手术成功切除浸润性癌症时,这一遭到破坏的粘膜仍然存在,并有极高的进展概率。”
尽管这些癌症干细胞以及它们在膀胱粘膜形成的癌前病变普遍表达一种重要的信号蛋白sonic hedgehog,随后形成的浸润性癌症癌细胞却一律不表达sonic hedgehog——这一开关似乎对于侵袭和转移至关重要。这或许可以解释以往人类膀胱癌细胞起源研究某些令人困惑的方面。它也指出了可被治疗靶向的、癌症进化中的一个薄弱环节。
【10】Science:癌症相关巨噬细胞的起源
DOI:10.1126/science.1252510
来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心,哥伦比亚大学等机构的研究人员在最新一期《科学》(Science)杂志上介绍了肿瘤相关巨噬细胞TAM的细胞和分子发生过程,指出这种特殊细胞的一些具体特征,这将为癌症免疫疗法提出新希望。
一直以来,巨噬细胞都被认为是一种进化历史悠久的细胞类型,参与了组织动态平衡和针对病原体的免疫防御过程。这种细胞能帮助我们的机体对有害刺激和组织损伤做出应答反应,尤其在清除死细胞和外源物质中起重要的作用。此前的一些研究发现巨噬细胞以及它们促成的炎症反应一方面是有益的,如可杀死感染性生物;另一方面也可以是有害的,由此导致不受控制的组织损伤和功能障碍或器官衰竭。
而近年来的一些研究进一步表明,巨噬细胞是癌症发生的调控因子,这种前哨免疫细胞能够调查组织微环境,释放细胞因子响应外源性损伤和内源性事件,如肿瘤的发生。
【11】Cell:癌症起因争论之内因篇——干细胞致癌说
8月25日发表在Cell上一个大型的、系统性的研究参与了关于癌症是内因还是外因的争论,该研究证实了干细胞在小鼠不同器官的癌症起源中的重要贡献。实验排除了外因——致癌物之后,证明只有干细胞活性的细胞会产生癌症,提出癌症的起源是包括DNA突变、干细胞功能和组织损伤的一场“完美风暴”。
- Multi-organ Mapping of Cancer Risk. Cell. Volume 166, Issue 5, p1132–1146.e7, 25 August 2016
【12】癌症是内因还是外因引起的?
本年度1月份Science上发表了一篇文章强调了某些组织的特异性癌症风险要高一些,它和该组织干细胞分裂寿命的数量之间有很强的相关性。这种相关性是否意味着一个高的、不可避免的、内在癌症风险,已经成为一个重要的公共健康方面的辩论。关于 “坏运气”的假说也已经传播开来。
而本月16日Nature上的一篇研究报导反驳了这个观点。认为对癌症风险的严重影响是外在因素。研究人员提供的证据证明,内在风险因素仅为适度的,不超过10至30%的生命风险相关于癌症的发生。首先,他们展示干细胞分裂和癌症风险之间没有区分出内在和外在因素的影响。然后,他们表明,内在的风险是由控制干细胞分裂的较低下限风险更好地评估。最后,他们表明内源性突变积累的内在过程是不能充分地对观察到的癌症风险负责。该研究发现一个简单的回归分析无法区分内在与外在之间的因素。现在研究人员已经提供了一个新的框架来量化内在和外在因素的基础上癌症风险的:该研究用了数据驱动和模型驱动,用与不使用干细胞的四个独立的方法。更重要的是,这四种方法在最常见的癌症类型中提供了一个一致的估值:外在因素的贡献超过70 - 90%。总的来说该研究得出这样的结论:癌症的风险由外在因素严重影响。这些结果对癌症预防的、公共卫生和健康研究的运筹帷幄非常重要。
Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions. Science DOI: 10.1126/science.1260825
Substantial contribution of extrinsic risk factors to cancer development. Nature doi:10.1038/nature16166
2. 癌症的起源机制
2.1 Science:科学家提出癌症起源新见解
doi:10.1126/science.aad2197
最近,一项刊登于国际杂志Science上的研究论文中,来自波士顿儿童医院的研究人员通过研究首次观察到了癌症起源中受癌症影响的第一个细胞,同时还观察到了癌细胞在活体动物中的扩散情况,相关研究或可帮助研究者理解黑色素瘤及其它癌症的发生机制,并为开发治疗相关癌症的新型疗法提供希望。
研究者Charles Kaufman博士指出,我们并不清楚为何机体中的某些细胞总是在癌症中发生突变,本文研究中我们发现,癌基因激活或肿瘤抑制子缺失后就会引发癌症发生,而且这其中会涉及一些改变将单一细胞推回至干细胞状态,这些改变包括对一系列基因进行靶向作用来阻断癌症开始。
文章中,研究者对活体斑马鱼进行实时成像来追踪黑色素瘤的发生,所有的斑马鱼都携带有人类癌症突变BRAFV600E,这种突变在很多良性痣中存在,但斑马鱼中缺少肿瘤抑制基因p53。研究者对斑马鱼进行工程化操作以便当名为crestin的基因开启时单一细胞会产生出荧光绿,这就可以帮助激活干细胞遗传程序的激活,这种特殊程序在胚胎发育后会被关闭,但偶然间程序中的crestin和其它基因就会开启表达。
2.2 科学家揭示多数癌症起源的过程
新闻阅读:Scientists uncover process that could drive the majority of cancers
p53基因由于在防止基因突变中的突出作用故被描述为“基因组卫士”。超过一半的癌症被认为源于p53突变或丧失作用,而现在最近的一项研究由Richard Moran博士解释了原因。
发表在《Molecular Cancer Therapeutics》杂志上的一篇文章研究结果显示,p53基因突变,或失去激活蛋白复合物的功能, 该蛋白复合物称为哺乳动物靶向雷帕霉素复合体1(mTORC1),这有助于调节细胞增殖所需的能源资源。mTORC1由几十种蛋白质组成,细胞使用细胞内的溶酶体胞膜作为支架将所有这些蛋白质聚集在一起。针对正常细胞的需要,p53基因有助于维持适当水平的蛋白质, 在溶酶体中称为结节性硬化症复合体2(TSC2)。当p53功能减退时,研究发现溶酶体TCS2的水平下降,一种小的蛋白质RHEB将取而代之。正是这种RHEB的积累才能激活mTORC1并导致异常的细胞增殖的控制。
2.3 PNAS:原生动物可以作为癌症起源研究的模型
doi:10.1073/pnas.1502599112
癌,这个名称是一系列不同恶性组织的统称。一般的理论认为,由单一或者少数细胞起源的恶性增殖组织的生长不受控制,最终形成肿瘤。如果不经治疗,恶性肿瘤会对人体产生很大的伤害,并且最终导致人的死亡。尽管针对癌症的研究已经进行了很多年,而且对于部分癌症在早期也有了针对性的治疗方法,因为缺少相应的模式系统,以及不同癌症起源的复制性,导致我们对于癌症起源的机制还很不清晰。来自中国中山大学、英国索尔福德大学和美国加州大学欧文分校的联合课题组认为,单细胞寄生虫(布氏锥虫和刚地弓形虫)与癌细胞存在一定的相似性,可以使用它们作为模式生物来研究癌症的起源。
癌症的起源现在的理论普遍认为是因为不可控制性的恶性增长和突变的累积,最新的理论还认为,癌细胞所处的组织的选择压力也影响癌症的发展。而且有的癌症似乎是可以传染的。例如一种濒危物种袋獾(Tasmanian devil )可能会通过咬其他个体,导致“袋獾面部肿瘤”从一个个体传染给另一个个体。早在1996年,一个雌性袋獾将这种肿瘤传给其他个体,然后这种肿瘤发展成为两个亚型,在整个种群中传播,并导致了整个种群全部死亡。最近的研究还发现,有些类型的白血病能够从母亲传递给胎儿,从而成为了癌症可以传染的又一个例子。这些传染癌症的例子,与寄生虫的传染存在一定的相似性。
2.4 颠覆癌症起源 生活方式或是重要影响
原文来自:Evolution,not just mutation,drives development of cancer
最近发表在《美国科学院院刊》的一篇文章认为,我们对于癌症起因的理论需要进行修改了。这篇文章认为,以前人们认为癌症的起源完全是因为一些基因突变引起的,在致癌基因里的突变导致了癌症细胞的出现并开始扩增。然而,最新的研究认为,在正常的组织中,基因突变的细胞还会受到群体的压力选择,因此这种选择压力和突变一起共同决定着癌细胞以及肿瘤的形成。造成这种选择压力变化的因素与生活方式以及老年化相关。
最新的癌症形成的理论认为,在正常的组织中,本来就由一定的细胞携带着致癌突变,但是健康的个体或者组织中,这些基因突变的细胞还是正常工作着,其致癌的天性一直被正常细胞压制着。直到出现一些偶然或者必然的因素,例如老年化、吸烟、饮酒等,携带者致癌基因的细胞发现环境发生了改变,发展成为癌细胞对自身更加适应,这时候癌细胞便开始爆发。即使在正常组织中,仍然会有很少的癌细胞,但是这些癌细胞并不能竞争的赢正常细胞,因此他们的数量总是低于一定的值,而不会产生肿瘤,但是环境变差,癌细胞会比正常细胞更有适应性,数量开始增加并形成癌症。
2.5 Nature:科学家通过研究揭示人类的癌症起源
近日,来自英国桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)等处的研究者通过研究首次揭示了引发肿瘤发育的突变过程,这些突变过程就可以帮助解释30种最为常见的癌症类型,这项研究或可帮助开发治疗以及预防一系列癌症的方法,相关研究刊登于国际杂志Nature上。
每一个突变过程都会留下特殊的突变模式,这就是基因组中引发癌症的印记,研究者通过对人类最常见的癌症中的7042个基因组进行研究,发现了其中20个突变DNA的特性,在这些突变标记中,研究者也鉴别出了隐藏在其背后的生化代谢过程。
所有的癌症都是由于机体细胞的DNA发生突变引起的,尽管我们知道烟草中的化学物可以引发肺部细胞的突变,进而引发肺癌,但是我们对于疾病发病背后的生物学过程却知道地甚少。研究者Ludmil Alexandrov表示,我们鉴别出了癌症的突变标记,这就可以解释病人的癌症发生历史以及其遗传突变标记;目前我们希望通过研究来理解癌症基因组突变标记中的复杂的生物学过程。
2.6 癌症病变基因研究的里程碑——探索癌症起源
英国癌症研究中心的科学家对癌症研究已进入一个新的里程碑。目前已分析了21种癌症,其在健康组织中逐渐癌化的基因突变过程。这一研究的意义体现在能够让科学家更加了解癌症的遗传物质特征,从而可以开发出更好的癌症治疗方法。
目前已知有200多种癌症,光英国每天就有890人被确证为癌症患者。
找出导致突变的原因可找到新的治疗方法。如吸烟是引起的癌症已知的,但是一半以上的癌症病因仍是一个谜。
2.7 PNAS:癌症起源的新线索
doi:10.1073/pnas.1120476109
近日,来自巴塞罗那生物医药研究所(IRBB)和斯隆凯特琳癌症研究中心(MSKCC)的研究者揭示了癌症起源新的研究信息,这项研究刊登在了国际著名杂志PNAS上。文章中,研究者表示癌症最初的形式及攻击力取决于机体防卫细胞完整性很多过程的缺失的结合,小鼠实验中,研究者发现高度染色体不稳定性以及程序性细胞死亡的缺失的小鼠很少发展为肿瘤。
肿瘤是否发展依赖于细胞周期中细胞损伤发生的时间,这项研究中,研究者H.Stracker表示,损伤应答可以促使肿瘤发生。
研究者使用癌症关键修复基因突变的小鼠,下一步,他们将这些小鼠和其它有细胞周期关键点或者凋亡相关突变的小鼠结合在一起,直到组合足以启动肿瘤发生或者产生某些类型的肿瘤,这就好比是解构癌症以发现效应因子。分裂细胞在DNA复制期间存在一系列的关键点,复制就在这些合适的关键点来发生。
2.8 Nature Methods:不用生物标志物分离出癌症起源细胞
doi:10.1038/nmeth.1430
肿瘤起源细胞也称为肿瘤干细胞。在2月在线出版的《自然—方法学》中,研究人员报告了一种新方法:不用生物标志就可以分离出癌症起源细胞。
尽管有关癌症干细胞的学说有众多争议,但这种学说被广泛接受的一点是,肿瘤中的所有细胞地位并不均等,部分细胞比其他细胞更能启动新的肿瘤。研制出鉴别这种肿瘤起源细胞并将它们从早期肿瘤中分离出的方法,既需要基础研究也需要应用研究。
采用一种非传统的方法,Ivan Radovanovic和同事从人类神经胶质瘤中分离出了癌症起源细胞。分离这种细胞的标准方法要使用蛋白质生物标志,这种标志会在特定的蛋白质中表达出来,但目前即使最好的标志也没有足够的特殊性。Radovanovic和同事指出,根据神经胶质瘤启动细胞天然的自身荧光和细胞形状,可以从人类的神经胶质瘤中反复提取出这种细胞。
2.9 科学家鉴别出癌症的细胞起源
来自斯坦福大学医学院的研究人员发现,膀胱粘膜的一种细胞类型导致了大多数的浸润性膀胱癌病例。这项在小鼠中完成的研究首次指出一种正常的细胞类型可以导致浸润性的膀胱癌。它也第一次证实了大多数的膀胱癌及相关癌前病变是由一种细胞所引起,揭示了许多人类膀胱癌在治疗后复发的原因。
研究的资深作者、生物化学和发育生物学教授Philip Beachy博士说:“我们已经知道,在癌症发展的一个中间阶段,一种癌症干细胞和它的后代细胞可以快速并完全取代整个膀胱粘膜。所有这些细胞一路经历数个步骤变成了一种侵袭性肿瘤。因此,当用手术成功切除浸润性癌症时,这一遭到破坏的粘膜仍然存在,并有极高的进展概率。”
尽管这些癌症干细胞以及它们在膀胱粘膜形成的癌前病变普遍表达一种重要的信号蛋白sonic hedgehog,随后形成的浸润性癌症癌细胞却一律不表达sonic hedgehog——这一开关似乎对于侵袭和转移至关重要。这或许可以解释以往人类膀胱癌细胞起源研究某些令人困惑的方面。它也指出了可被治疗靶向的、癌症进化中的一个薄弱环节。
2.10 Science:癌症相关巨噬细胞的起源
DOI:10.1126/science.1252510
来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心,哥伦比亚大学等机构的研究人员在最新一期《科学》(Science)杂志上介绍了肿瘤相关巨噬细胞TAM的细胞和分子发生过程,指出这种特殊细胞的一些具体特征,这将为癌症免疫疗法提出新希望。
一直以来,巨噬细胞都被认为是一种进化历史悠久的细胞类型,参与了组织动态平衡和针对病原体的免疫防御过程。这种细胞能帮助我们的机体对有害刺激和组织损伤做出应答反应,尤其在清除死细胞和外源物质中起重要的作用。此前的一些研究发现巨噬细胞以及它们促成的炎症反应一方面是有益的,如可杀死感染性生物;另一方面也可以是有害的,由此导致不受控制的组织损伤和功能障碍或器官衰竭。
而近年来的一些研究进一步表明,巨噬细胞是癌症发生的调控因子,这种前哨免疫细胞能够调查组织微环境,释放细胞因子响应外源性损伤和内源性事件,如肿瘤的发生。
3. 癌症这种基因病,如何一步一步突变而来?
3.1 科学家揭秘突变在转移性癌症中的关键角色
大约95%的癌症死亡率都是由癌症转移引起的,如今很多研究人员都将研究焦点转移到了寻找新方法来阻断或杀灭转移性癌细胞,近日一项刊登于国际杂志Nature Genetics上的研究论文中,来自哈佛-麻省理工学院的研究人员利用新一代的测序工具揭示了癌症转移发生的机制,尤其是针对子宫内膜癌;文章中研究人员对98份肿瘤活组织样本进行全外显子组测序,并且分析了癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas)的相关数据,目的在于鉴别原发性肿瘤中反复发生的突变。
研究者William Gibson说道,通常我们很难获取成对儿的原发性和转移性肿瘤样本,然而对于子宫内膜癌的患者而言,在同一场手术中就可以将原发性肿瘤及腹部转移性肿瘤进行切除,这样一来我们就可以同时获得两种类型的肿瘤,此外由于子宫内膜癌是第二大常见的引发女性死亡的癌症,因此揭示子宫内膜癌的发生及转移机制显得尤为重要。
- doi:10.1038/ng.3602
3.2 新型生物信息学软件或帮助预测癌症相关突变的效应
蛋白质由许多氨基酸链组成,每一种氨基酸链都会制造出一种名为功能性基序的短链氨基酸序列,当功能性基序被修饰时,产生的突变就会影响疾病的发展,比如癌症等疾病。验证蛋白质的可能性改变是深入理解其功能的第一步,人类机体的蛋白质组是由4万个蛋白组成,因此寻找每一种蛋白的突变将是一项非常艰巨的任务。
这就是为何科学家开始寻找生物信息学工具进行研究的原因,来自巴斯克地区大学的研究者此前开发了一种名为WREGEX的软件,其可以帮助预测并自动搜寻功能性的基序;研究者检测了这种软件预测基序的能力,基序可以将蛋白质从细胞核移动到细胞质中;如今研究人员想知道哪种蛋白质氨基酸序列中含有功能性的癌症突变基序。
- doi:10.1038/srep25869
3.3 你的皮肤里早已有癌症突变
根据最近发表在Science的一篇研究分析,经常暴露于紫外线下的正常皮肤含有许多潜在的致病突变,包括至少6种癌症相关基因。英国Wellcome Trust Sanger Institute的研究人员研究了无癌的眼睑皮肤样本,发现上百个克隆细胞群穿插在整个正常组织,而重要的是,就这么小块的皮肤组织里的细胞里含有的癌症关联的突变。
为了找到体细胞突变是如何聚集在正常组织的,由Campbell和Philip Jones带领的剑桥大学医学研究中心癌症部,从暴露阳光下的眼睑真皮组织取样234个进行活检。这些样品来自四位55到73岁之间的健康人,他们在眼睑整容手术过程中去除了部分的眼睑组织。
采用能够捕获稀有突变的技术,该团队测序的74个与皮肤和其它癌症基因的外显子,以及一个活组织样品的全部基因组。研究人员选择采样皮肤细胞部分原因是有证据表明,正常皮肤中含有肿瘤抑制基因p53突变的细胞克隆。
- DOI:10.1126/science.aaa6806
3.4 癌症种类或由基因突变模式决定
科学家发现,最危险的子宫内膜癌,与最糟糕的卵巢癌和乳腺癌相当类似,这提供了迄今为止最有力的证据,显示出癌症越来越被视为一种主要是由其基因图谱定义的疾病,而不是由其发病器官。
《自然》杂志(Nature)上发表了子宫内膜癌研究,同日,《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)上也发表了急性髓系白血病研究。这两项研究都属于一个雄心勃勃的庞大计划的一部分,该计划由美国国家卫生研究院(National Institutes of Health)施行,旨在详查常见癌症中的DNA突变。
近一年来,作为该计划的一部分,研究者们报告了乳腺癌、结肠癌和肺癌中与其他癌症有关的惊人的基因变化。一种乳腺癌被认为与卵巢癌非常相似。而结肠癌中的一种基因变化常常在乳腺癌中发现。约有一半种类的鳞状细胞肺癌可以由为其他癌症开发的药物进行治疗。
仅子宫内膜癌和白血病的项目,就有100多名研究者参与,他们研究了近400例子宫内膜肿瘤和近200例白血病。子宫内膜癌是美国女性中最常见的妇科癌症,每年有近5万人发病,死亡约8千人。急性髓系白血病是最常见的成人急性白血病,在美国有约1.4万人患病,死亡约1万人。
3.5 细胞内“突变时钟”能告诉你何时会得癌
滴答,滴答。我们老得有多快?我们是否会得癌?答案或许可以由人体几乎每个细胞内都有的两个“突变时钟”来告诉我们。英国科学家的这一发现将有助于深入了解癌症的起因,掌握如何健康老去的秘诀。而如果能让这些“时钟”走慢点,就有可能改变癌症的进程,甚至延缓衰老。
人体中有些基因突变似乎以恒定的速度在逐年累积,造成DNA受损,从而导致癌症。据《新科学家》网站9日报道,英国维康信托基金会桑格研究所的迈克尔·斯特拉顿和同事研究了1万多例癌症患者的DNA序列,确定了两个这样的“突变时钟”,它们几乎存在于每一个细胞中,这些“时钟”的每声滴答,都代表了一个突变。
其中一个是“有丝分裂钟”,记录由细胞分裂导致的突变。斯特拉顿说,基因突变的速度与组织中细胞更新的速度相符,因此,未来将能够通过突变的数量,来判断细胞分裂了多少次。
3.6 MCR:科学家开发出针对频繁基因突变引发的癌症的新型分类模型
近日,刊登在国际杂志Molecular Cancer Research上的一项研究论文中,来自美国德州大学西南医学中心(UT Southwestern Medical Center)的科学家通过研究对KRAS引发的癌症进行了清楚的分类,KRAS是一种在癌症中频现突变的基因,该研究或为后期帮助肿瘤学家选择更为有效的专门的癌症疗法提供思路。
尽管KRAS引发的癌症突变长期以来一直是癌症研究领域的重点,但有效的靶向疗法却少之又少;Kenneth Westover博士表示,这项研究工作或许会支持一种观点,即并不是所有的致癌KRAS突变都会引发癌症,而我们开发的模型或许可以帮助对KRAS突变的癌症进行再分类,以便可以根据每一种突变来制定有效的疗法。
从更深层次来讲,本文研究可以帮助理解特定KRAS突变癌症发生的原因,比如包含KRAS G13D突变的癌症等。KRAS是RAS家族的一个主要成员,大约三分之一的人类癌症中,包括高比例的胰腺癌、肺癌、结直肠癌都是由RAS基因突变诱发的,RAS基因突变同样可以使得细胞对某些癌症疗法产生耐受。
doi:10.1158/1541-7786.MCR-15-0203
3.7 Nature:与癌症有关的突变
科学家对超过400个乳腺癌、肺癌、卵巢癌和前列腺癌样品所做的一项大规模遗传分析,识别出了数千个与癌症相关的突变。Kan等人分析了来自癌症患者的DNA,识别出了涉及1507个编码基因的2576个体突变。
在这些突变中,77个被认为是显着的突变,说明它们可能具有致病作用,包括蛋白激酶、G蛋白耦合的受体和其他潜在治疗目标。
doi:10.1038/nature09208
3.8 PNAS:偶然突变的积累能减缓癌症发展
一个典型的癌细胞基因组中分散着成千上万的突变,有着数以百计的突变基因.然而,这些突变基因中只有一小部分被认为是癌症的驱动子,负责癌症特征的表现,例如不受控制的细胞生长.癌症生物学家们很大程度上忽略了其他突变,因为他们相信那些突变对癌症的进展发挥着微小的作用,甚至乎没有作用。
但是由麻省理工学院(MIT)、哈佛大学、Broad研究所和布莱根妇女医院的一项联合研究首次表明,这些偶然突变(passenger mutations)不只是凑热闹而已.当它们积累到一定程度,就能减缓甚至停止癌症的发展。
这一发现发表在本周的PNAS上,MIT物理和健康科学技术学院的Leonid Mirny副教授是这篇文章的资深作者.他说:我们的结果暗示,癌症应该被视为一个渐进的过程,它的进程由驱动子推动细胞生长与偶然突变逐渐累积破坏癌症之间的微妙平衡决定。
另外,研究者们认为,能够使局面有利于偶然突变的药物或许能为癌症治疗提供一种新的方法,即用癌症本身的武器“突变”来击败它自己.尽管单个偶然突变的影响是微不足道的,“但是从总体上看,它们可以产生深远的影响,”Mirny说,“如果一种药物可以让它们更有害点,每一个偶然突变的影响虽然很微小,但是集体的效应却可以建立。”
3.9 Science:组蛋白单点突变可导致罕见儿童癌症
近日,国际学术期刊Science发表了一项最新研究进展,他们发现一种组蛋白编码基因发生缺陷与儿童恶性肿瘤的发生有关。来自美国威斯康星麦迪逊大学的Peter W. Lewis表示,大多数癌症的发生需要多个突变的共同作用,而他们发现的这个基因突变本身就足以导致形成肿瘤。
组蛋白除了用于形成核小体,帮助进行基因组的压缩包装,还在基因的激活和沉默过程中发挥重要作用。有研究发现一些儿科肿瘤中包含高频的组蛋白H3错义突变,但是其中的致癌机制仍然没有得到研究。
在这项最新研究中,研究人员发现组蛋白突变具有非比寻常的强大致癌能力。Lewis这样说道:"我们每个人都从父亲和母亲那里分别得到15个组蛋白基因拷贝,但谁也没想到组蛋白上发生的单个突变就足以导致癌症。"
在之前的工作中,研究人员发现组蛋白发生突变能够抑制一种叫做PRC2的酶,这种酶本身能够抑制基因表达。但是如果PRC2被组蛋白突变抑制,就失去了抑制基因表达的功能,从而导致基因异常表达。
- DOI:10.1126/science.aac7272
3.10 小细胞肺癌中发现新的致癌RET突变
近日,一项新研究首次在小细胞肺癌(SCLC)中识别出RET蛋白氨基酸中第918位点的致癌体细胞基因突变,SCLC细胞系中此突变表达的增加,能增加癌细胞内信号的传导和癌细胞生长。
小细胞肺癌占所有肺癌的15%,是一种高度恶性形式的肺癌,并与抽烟强烈程度有关。非小细胞肺癌占肺癌的85%,其基因组改变已经被广泛研究,并且已经有靶向疗法被批准用于治疗某些突变,但是SCLC尚未广泛研究,目前还没有批准的靶向治疗药物来治疗SCLC。
凯斯西储大学调查人员研究6例小细胞肺癌的肿瘤,3例来自原发性肿瘤,3例来自转移性肿瘤,检测了19个癌基因的238个体细胞突变。研究人员发现RET野生型和突变型蛋白在小细胞肺癌细胞系过表达,他们对这些细胞系检查了细胞信号传导,细胞生长和对RET两种酪氨酸激酶抑制剂的响应。
Novel oncogenic RET mutation found in small cell lung cancer
RET Mutation and Expression in Small-Cell Lung Cancer. 2014. Volume 9, Issue 9, Pages 1316–1323. doi:10.1097/JTO.0000000000000234
3.11 新型肺癌致病基因突变
《细胞研究》(Cell research)在线发表了中科院上海生科院生化与细胞所季红斌研究组与复旦大学肿瘤医院合作的最新研究成果“Identification of RET gene fusion by exon array analyses in "pan-negative" lung adenocarcinomas from never smokers”。该工作通过对Affymetrix外显子芯片的分析及实验验证,在非吸烟肺腺癌患者中寻找到一个新的致病基因融合CCDC6-RET。
肺癌是严重危害我国人民生命健康的重大疾病之一,揭示其中关键的致病基因将为临床上肺癌的“个体化”分子靶向治疗提供潜在的药靶和新的策略。季红斌课题组长期从事肺癌基因组学的研究,以寻找关键的肺癌致病基因。该课题组前期的工作为非吸烟肺腺癌患者绘制了较为完备的致病基因图谱,揭示了绝大多数肺腺癌中存在的关键致病基因,而只有少数肺腺癌(24/202)中的关键致病基因还不得而知。
- doi:10.1038/cr.2012.27
3.12 基因突变细胞如何变成癌细胞
研究者们研究了一种编码为POT1蛋白的基因突变。在正常情况下,这种蛋白沿着染色体末端(端粒)形成一种保护性的“帽”结构,以防止细胞机械误伤此处的DNA以及有害的突变。
POT1对细胞十分重要,缺乏功能性POT1的细胞将会死亡,而不是将POT1突变传递下去。这些细胞的应激将会导致ATR酶的活化,从而启动被编程好的细胞死亡。
研究者们通过鼠模型发现,当POT1的突变伴随着p53基因的突变时,癌症就会出现。
TSRI scientists discover mechanism that turns mutant cells into aggressive cancers
Telomere Replication Stress Induced by POT1 Inactivation Accelerates Tumorigenesis. Volume 15, Issue 10, p2170–2184, 7 June 2016. doi:10.1016/j.celrep.2016.05.008