来自弗吉尼亚理工大学和乔治城大学(Georgetown University)的科学家们发现,接触或摄入会提高体内雌激素水平的化学品或食物,可能会增加女儿,孙女,甚至是曾孙女患癌的风险。
怀孕小鼠如果摄入带有合成雌激素或脂肪的饮食,就会增加体内雌激素水平,随后生产下来的几代雌性小鼠,看上去虽然是健康的,但患上乳腺癌的风险却比正常小鼠更大。这一研究成果公布在 Nature Communications杂志上。
虽然这一研究结果还未在人体上得到验证,但是研究表明,环境的影响可能会一代传给下一代,这不是通过基因突变,但通过表观遗传的改变,影响了基因组信息解码的方式。
这项研究还为有助于寻找对于致癌物质特别敏感的人群,从而研发新型预防策略,在癌症出现前就进行干预。
“我们的研究第一次表明,正常发育过程中由于特殊饮食导致的DNA甲基化变化,能被遗传和多代遗传,”弗吉尼亚理工大学Yue "Joseph" Wang教授表示,“我们还找到了增加患乳腺癌风险的关键甲基化位点,这也许作为新型生物标记,帮助科学家研发新型,靶向预防策略。”
据美国国家癌症研究所估计,在2012年,有超过226,000名妇女和2000多名男性将患上乳腺癌,近4万人将死于这种疾病。
目前关于家族乳腺癌病例,其中三分之二还未找到遗传原因,乔治敦大学肿瘤学教授Leena Hilakivi-Clarke说。这项研究揭示了与遗传突变无关的癌症的分子机制,研究表明孕妇摄入高脂肪的饮食和过量的雌激素,会增加患癌风险。
“越来越多的研究表明,表观遗传信号过程――哪些基因被表达,哪些基因被沉默――受到怀孕期间母亲激素环境的影响,”Hilakivi-Clarke说,他已进行母亲的饮食影响后代的相关研究超过20年。“早期的研究表明,在正常怀孕的女性体内有超过20个雌激素表达水平不同,最高和最低都会生出一个健康的宝宝。面临的挑战是要了解在胎儿发育过程中,什么东西会影响50多年后患乳腺癌的风险。”
文章的第一作者是乔治敦大学医学中心的博士后研究员Sonia de Assis。
弗吉尼亚理工大学的研究人员开发了数学模型,以及机器学习技术(machine-learning techniques)分析了后代女儿中的DNA甲基化状态,希望能了解这种增加的患癌风险如何通过非基因突变传递的。
DNA甲基化是正常发育过程中的一个关键步骤,能帮助具有相同基因组的细胞执行不同的功能,这是通过将化学基团添加到DNA上,从而开启或关闭基因。
Wang的研究组发现患癌风险增加了的后代体内,有几百个共同DNA区域,其甲基化方式与对照组不同,这提供了统计学上的证据――患乳腺癌的风险可通过表观遗传学方式传递。
“最终,我们也许能阻止或防止这种有害甲基化的出现,降低患乳腺癌的风险。”Wang说,“下一个步可以分析介入的时间,以及出现在孕期早期,中期和晚期这种这种甲基化的影响,也许利用药物或其他干预措施,能扭转这种伤害。”
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