复旦叶丹、熊跃Nature亮点推荐癌症表观遗传重要成果
2016-08-21 生物通/何嫱 生物通/何嫱
现任职复旦大学和北卡罗纳大学的熊跃（Yue Xiong）教授主要研究领域为肿瘤和干细胞周期调控、乳腺癌小鼠动物模式和蛋白泛素化。复旦大学的叶丹（Dan Ye）研究员则主要围绕”代谢与人类疾病”，开展”乙酰化调控代谢酶分子机制”和”代谢中间物参与表观遗传调控分子机制”两方面的研究。8月17日，熊跃教授与叶丹研究员在《自然》（Nature）杂志上发表了一篇题为“Cancer: Suffocation
8月17日，熊跃教授与叶丹研究员在《自然》（Nature）杂志上发表了一篇题为“Cancer: Suffocation of gene expression”，为我们介绍了本期Nature杂志上发表的一项重要癌症研究成果。
在这篇文章中，VIB-KU Leuven的Diether Lambrechts教授和Bernard Thienpont博士领导研究人员证实，肿瘤细胞中缺氧会改变细胞的基因表达，由此促成癌症生长。研究结果将产生深远的影响，因为该研究还证实了维持肿瘤中适当的氧气供应可抑制这些所谓的“表观遗传失常”。这篇论文的一些见解有可能最终促成靶向血管或表观遗传失常的新型抗癌药物。
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当前人们已充分地认识了癌症的发病机制：由于一些偶然或致癌因素，单个细胞DNA突变，随后发生了异常细胞的迅速扩增。这些遗传突变会扰乱正常细胞功能，但有利于癌细胞的生长和生存。但除了这些遗传改变，肿瘤细胞在表观遗传学上也有不同，这与基因的表达方式有关而与基因本身无关。
与广泛的癌症相关
尽管表观遗传改变不影响遗传密码，它们可以一种相似的方式来强有力地扰乱基因功能，让癌细胞受益。然而直到现在，这些表观遗传改变的起源很大程度上仍然是个谜。来自Lambrechts教授实验室的科学家们调查了一种频繁的表观遗传改变：超甲基化（hypermethylation）。超甲基化沉默了一些肿瘤抑制基因的表达，由此促成了细胞的异常行为和肿瘤的过度生长。
Diether Lambrechts说：“我们的研究证实，这些表观遗传改变是由于肿瘤环境，更确切地说，是由缺氧所导致。通常负责移除DNA上甲基的一些酶需要氧气。当缺氧时，会保留过多的甲基化，导致超甲基化。甚至，缺氧可以解释肿瘤中多达一半的超甲基化。虽然我们将大部分的工作都投放在乳腺癌上，我们也证实了，这一机制在膀胱、大肠、头颈部、肾脏、肺脏和子宫肿瘤中产生了同样广泛的影响。”
诊断和治疗用途
研究人员通过分析3000多个患者肿瘤，揭示出了缺氧与肿瘤生长之间的这一联系。在下一步中，他们验证了另一个假设：干扰肿瘤氧气供应是否会阻止癌症进展？他们很高兴地看到这一假设得到了确证：利用小鼠，他们证实让血供应正常化足以阻止这些表观遗传改变的发生。
Bernard Thienpont说：“我们的新见解有可能会对癌症治疗造成巨大的影响。首先，我们可以利用表观遗传异常来监测肿瘤的氧气供应，使得我们能够更好地预测肿瘤行为，制定更明智的治疗决策。第二，其让现有的血管靶向疗法散发出新光彩。它们不仅可以帮助将化疗药物传送到肿瘤处，还能抑制新的表观遗传异常。这有可能转而帮助减少疾病复发的侵袭性，由此证实有益于治疗。”
下一步
现在，这一VIB实验室正在测试是否可以利用分析肿瘤DNA来预测肿瘤氧化作用。科学家们也在忙于一项新研究聚焦血管正常化治疗。“我们想知道是否不仅有可能抑制，或许甚至可以逆转某些表观遗传异常。跟着这些和其他的新研究途径走下去让我们对癌症研究的未来有着极大的信心，”Lambrechts说。
原始出处
Bernard Thienpont,Jessica Steinbacher,Hui Zhao, Flora D’Anna,Anna Kuchnio, Athanasios Ploumakis, Bart Ghesquière,Laurien Van Dyck,Bram Boeckx,Luc Schoonjans,Els Hermans,Frederic Amant, Vessela N. Kristensen,Kian Peng Koh, Massimiliano Mazzone,Mathew L. Coleman,Thomas Carell,Peter Carmeliet & Diether Lambrechts.Tumour hypoxia causes DNA hypermethylation by reducing TET activity.Nature.2016
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