神秘的环状DNA如何导致儿童患癌症

随着时间的推移，癌症的发展与DNA缺陷的逐渐积累有关。因此，癌症被认为是与年龄有关的疾病。但是为什么孩子会患上癌症?由柏林Charité大学和纽约斯隆·凯特琳纪念癌症中心纪念的国际研究小组现在揭示了被称为染色体外环状DNA的神秘DNA环可促进儿童癌症的发展。科学家制作了第一张详细的环状DNA图谱，对癌症遗传学领域长期存在的问题有了新的出乎意料的见解。该研究成果已发表在《自然遗传学》上。

每年，德国有将近50万人罹患癌症。大约2,100名癌症患者是18岁以下的儿童。大多数癌症是在老年人中发展的，这是由于促成癌症发展的机制所致。一系列外源因素，包括烟草烟雾和辐射，可能导致细胞DNA受损。如果这种类型的DNA损伤多年积累，受影响的细胞可能会失去对细胞分裂和生长的控制。这导致癌症发展。然而，儿童的年龄还不足以受这种癌症发展机制的影响。那么，儿童期癌症的原因是什么呢?Charité儿科，肿瘤学和血液学系以及实验与临床研究中心(ECRC)的安东·汉森(Anton Henssen)博士领导的研究小组)由Charité和马克斯·德尔布吕克分子医学中心(MDC)联合运营的机构，离寻找答案还有很大的距离。与纪念斯隆凯特琳纪念癌症中心的理查德·科切博士领导的科学家团队以及其他国际合作伙伴一起，研究小组能够证明DNA环会破坏我们细胞的遗传信息，从而有助于癌症发展。

数十年来，科学家们已经知道了这些环状的DNA片段。它们在我们细胞内发现，并不构成我们正常遗传信息的一部分，而是以染色体形式存储的。因此，它们被称为染色体外环状DNA。但是即使到了今天，科学家们对其功能的了解仍然很少，主要是因为他们缺乏对环状DNA进行更详细分析的技术。在他们现已发表的研究中，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相结合，对神经母细胞瘤(一种致命的儿童肿瘤)中的环状DNA进行了首次有史以来的详细定位。基于他们的发现，研究人员能够得出关于这种类型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，分析了总共93名儿童的神经母细胞瘤组织样本。他们的分析表明，环状DNA的患病率和多样性远高于先前的预期。根据研究人员的发现，每个组织样本平均包含5,000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，然后重新整合到不同位置的染色体上的过程。“如果导致遗传信息的原始序列被破坏，则有可能导致癌症，”艾美奖诺瑟独立性青年研究小组负责人Henssen博士解释说，他还是柏林德国癌症协会(DKTK)的研究员和柏林卫生研究所(BIH)的临床科学家。Henssen博士强调研究人员研究结果的重要性，他说：“以前尚未以这种方式阐明所涉及的详细过程，并提供了洞察力，甚至使年轻细胞(如儿童中发现的细胞)也可以转化为癌细胞。”

Koche博士解释说：“我们还能够证明某些类型的环状DNA可以促进神经母细胞瘤的生长，因此，检测它们的存在可能因此更容易预测疾病的进程。此外，这些儿科肿瘤的相对安静的基因组可能有助于阐明以前在更复杂的成年癌症中缺少的类似机制。鉴于最近在各种正常和疾病情况下对环状DNA的关注，当前的研究可能对广泛的肿瘤类型和相关的临床结果。”