儿童的年轻细胞如何转化为癌细胞

　　一般认为，多数癌症的发展与DNA缺陷随时间逐渐积累有关。但是为什么孩子也会发展为癌症呢？科学家们绘制了第一张环状DNA的详细地图，对癌症遗传学领域长期存在的问题提出了新的意料之外的见解。这项工作已经发表在《 Nature Genetics》杂志上。

　　由Charité Universitätsmedizin Berlin和纽约的Sloan Kettering癌症纪念中心领导的一个国际研究小组现在发现，一种神秘的DNA环——被称为染色体外环状DNA（extrachromosomal circular DNA）可以促进儿童癌症的发展。

　　德国每年有近50万人患癌症。大约2100名癌症患者是18岁以下的儿童。大多数癌症是在老年人身上发生的，这是由于导致癌症发生的机制。一系列的外源因素，包括烟草烟雾和辐射，都会对细胞DNA造成损伤。如果这种类型的DNA损伤持续多年，受影响的细胞可能会失去对细胞分裂和生长的控制。这会导致癌症的发展。然而，儿童的年龄不足以受这种癌症发展机制的影响。那么，儿童癌症的原因是什么？由Charité的儿科、肿瘤和血液科以及Charité和Max Delbrück分子医学中心（MDC）实验和临床研究中心（ECRC）的Anton Henssen博士领导的一个研究小组的最新研究结果离找到答案又近了一大步。研究小组与纪念斯隆·凯特林癌症中心的Richard Koche博士领导的一个科学家团队的合作研究表明，DNA环可以破坏我们细胞的基因信息，从而有助于癌症的发展。

　　科学家们已知这些环状的DNA片段有几十年了。在我们的细胞内，它们不构成我们正常遗传信息的一部分——正常遗传信息是以染色体的形式储存的。正是因为这个原因，它们被称为染色体外环状DNA。但即使是现在，科学家对其功能的了解也相对较少，主要是因为他们缺乏对环状DNA进行更详细分析的技术。在刚刚发表的研究结果中，研究人员将最先进的测序技术与开创性的生物信息学算法结合起来，在神经母细胞瘤（一种致命的儿童肿瘤）中进行有史以来第一次详细的环状DNA绘图。基于他们的发现，研究人员有望得出关于这类癌症发展的重要结论。

　　研究人员与巴塞罗那超级计算中心的同事合作，分析了93名儿童的神经母细胞瘤组织样本。分析结果显示，环状DNA的普遍性和多样性远远高于之前的预期。根据研究人员的发现，每个组织样本平均含有5000个环状DNA拷贝。DNA测序还揭示了特定的DNA片段从染色体上分离出来形成环状DNA，然后又在不同的位置重新整合到染色体上的过程。“如果整合过程导致基因信息的原始序列被破坏，这可能会导致癌症，”埃米·诺瑟独立初级研究小组的领导 Henssen博士解释说，他同时也是在柏林的德国癌症协会（DKTK）的研究员和柏林健康研究所（BIH）的临床医生。“以前从未以这种方式阐明过所涉及的详细过程，这些详细过程可能为年轻细胞（如儿童中发现的细胞）如何转化为癌细胞提供新的见解。。。。我们还能够证明某些类型的环状DNA可能会加速神经母细胞瘤的生长，。。。因此，检测它们的存在可能会使预测疾病进程变得更容易。此外，在这些儿童肿瘤相对“安静”的基因组中研究这一过程，可能有助于阐明以前在更复杂的成人癌症中忽略的类似机制。鉴于最近人们对环状DNA在各种正常和疾病情况下的研究兴趣提高，当前的研究可能对广泛的肿瘤类型和相关的临床结果有一定意义。”

　　研究小组计划进行一项后续研究，以验证环状DNA的诊断有效性。”Henssen博士说：“我们还想对环状DNA的起源进行更详细的研究，以便更好地理解为什么儿童会患癌症。”。