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Nature:人体如何检测到自身癌变的早期信号

2017/07/29 来源:生物探索
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导读
7月24日Nature上在线发表了细胞如何检测DNA损伤(癌症的一个标志)的新见解。该见解有助于解释人体如何控制疾病,为肿瘤细胞的潜在标记提供了新的线索。


对细胞如何检测DNA损伤(癌症的一个标志)的新见解于7月24日在线发表在Nature上。该见解有助于解释人体如何控制疾病。这项发现为肿瘤细胞的潜在标记提供了新的线索,使它们在肿瘤形成之前可以作为人体自然监测系统检测到的一部分被移除。

cGAS会与损伤后产生的DNA微核结合

科学家已经发现:细胞遗传物质的损伤会引发炎症,启动清除受损细胞的过程,保持组织健康。已知与DNA结合的一个叫cGAS(环GMP–AMP合成酶)的关键分子会因DNA损害和自体免疫失调而引发炎症。直到现在,人们还不清楚这种情况是如何发生的,因为DNA通常存在于细胞核中,与细胞内的其它部分物理分离。确切地说,细胞DNA如何进入细胞质仍有待确定。

当DNA损伤发生时,DNA片段可以从细胞核中分离出来,形成称为微核的结构。爱丁堡大学MRC人类遗传学研究小组的研究人员发现:cGAS可以穿透这些微核和DNA结合,启动导致炎症的机制。


cGAS定位于微核

在单基因自体免疫的模式小鼠中,cGAS会定位在基因组不稳定而产生的微核。这种微核发生在细胞分裂过程中DNA被错误地分离后,由染色质自身核膜所包围。在染色体碎裂相关的过程中,微核膜破裂,会造成cGAS的快速积累,让自体的DNA暴露于细胞质中。cGAS由染色质活化,微核的形成和DNA损伤后的炎症是细胞周期依赖的反应。

这种机制是检测潜在癌细胞的预警系统

通过活细胞激光显微切割与单细胞转录组学相结合,研究人员得出结论:微核代表了DNA免疫刺激的重要来源。由cGAS对微核的识别可以作为细胞固有免疫监视机制,检测一定范围的肿瘤诱导过程。


cGAS作用模式图

DNA损伤还在肿瘤发展的早期阶段时,通过 cGAS检测微核可能是一个让人体检测和清除潜在癌细胞的重要早期报警系统。研究小组说他们的发现也可以解释自发性的炎症疾病如何发生,如何在免疫系统攻击人体自身的组织。

该研究的第一作者、爱丁堡大学MRC人类遗传学研究小组的Karen Mackenzie博士说:“我们的发现提供了一个可能的新机制,说明人体如何保护自己免受癌症的侵袭,但在某些情况下却可能引发炎症性疾病。”

通讯作者之一,高级研究员Martin Reijns博士说:“我们希望这项研究能告知未来开发和改善治疗方法的研究点在哪里。”

参考资料

cGAS surveillance of micronuclei links genome instability to innate immunity

Study sheds light on how body may detect early signs of cancer

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