《GenomeResearch》：DNA成环损伤与HPV相关癌症之间相关联

　　根据最近一项利用全基因组策略和超级计算机系统的研究表明，异常的HPV“looping(成环)”可在人乳头瘤病毒DNA插入位点引起宿主染色体的特殊损伤。这一研究结果最近发表在国际基因组研究权威刊物《基因组研究》(Genome Research)。

　　众所周知，某些人类乳头状瘤病毒(HPV)株系可引起癌症。目前，俄亥俄州立大学的研究人员已经确定了HPV引发癌症发展的一种新方式——当病毒插入宿主细胞DNA时，它可通过破坏带有重复循环的人类DNA序列，引发癌症。

　　在世界范围内，HPV每年可导致大约610,000例癌症，所有癌症病例的5%和几乎所有的宫颈癌病例都可追溯到HPV。然而，这一过程背后的机制还没有完全理解。

　　在这项研究中，研究人员使用俄亥俄州立大学超级计算机中心(OSC)系统的巨大计算能力，并利用Illumina的HiSeq 2000对10个细胞系的基因组DNA进行测序：2个HPV16阳性的子宫颈癌细胞系，5个HPV16阳性的头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)细胞，以及3个无HPV的HNSCC细胞。

　　本文共同资深作者、俄亥俄州立大学综合癌症中心 -Arthur G. James癌症医院和Richard J. Solove研究所(OSUCCC – James)的分子病毒学、免疫学和医学遗传学助理教授David Symer博士称：“我们的测序数据生动详细地显示，HPV可以在病毒插入位点破坏宿主细胞的基因和染色体。”

　　他指出：“HPV就像一股袭击基因组的龙卷风，破坏和重排附近宿主细胞的基因。这可能导致在某些情况下，致癌基因的过度表达，在其他情况下，也可以破坏保护性的肿瘤抑制基因。这两种损伤都可能促进癌症的发展。”

　　这项研究的第一作者、OSUCCC–James分子病毒学、免疫学和医学遗传学助理教授Keiko Akagi博士，利用OSC的HP-built Intel Xeon cluster的计算能力。Oakley Cluster的8300+核为研究人员提供了154个浮点运算的最佳表现——每秒进行154万亿次计算，OSC的Mass Storage System为他们提供了超过2千万亿字节的存储。

　　本文共同资深作者、OSUCCC– James癌症研究主席、医学、流行病学和耳鼻喉学教授Maura Gillison博士指出：“我们观察到，在HPV插入基因组的部位，宿主细胞的基因组片段被删除、重新排列或数量增加。宿主基因中的这些显著变化，是伴随着宿主细胞中HPV拷贝数增加而出现的，从而也提高了病毒E6和E7这两个促癌基因的表达。”

　　HPV的致癌类型可产生两种病毒蛋白E6和E7，它们对于癌症的发展必不可少，但是单独一个并不足以引发癌症。宿主细胞基因中的额外变化，是癌症发展所必需的，不稳定的循环可能发挥重要的作用；基因组不稳定性是人类癌症的一个标志，包括HPV病毒。

　　Symer指出：“我们的研究揭示了关于在癌症‘游戏结束’时HPV发生了什么的有趣信息。总的来说，我们的研究结果进一步揭示出，从最初的病毒感染到HPV相关癌症发展中关键的灾难性步骤。”