Nature：人體自身如何檢測到癌變的早期信號

對細胞如何檢測DNA損傷（癌症的一個標誌）的新見解於7月24日在線發表在Nature上。該見解有助於解釋人體如何控制疾病。這項發現為腫瘤細胞的潛在標記提供了新的線索，使它們在腫瘤形成之前可以作為人體自然監測系統檢測到的一部分被移除。

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cGAS會與損傷後產生的DNA微核結合

科學家已經發現：細胞遺傳物質的損傷會引發炎症，啟動清除受損細胞的過程，保持組織健康。已知與DNA結合的一個叫cGAS（環GMP–AMP合成酶）的關鍵分子會因DNA損害和自體免疫失調而引發炎症。直到現在，人們還不清楚這種情況是如何發生的，因為DNA通常存在於細胞核中，與細胞內的其它部分物理分離。確切地說，細胞DNA如何進入細胞質仍有待確定。

當DNA損傷發生時，DNA片段可以從細胞核中分離出來，形成稱為微核的結構。愛丁堡大學MRC人類遺傳學研究小組的研究人員發現：cGAS可以穿透這些微核和DNA結合，啟動導致炎症的機制。

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cGAS定位於微核

在單基因自體免疫的模式小鼠中，cGAS會定位在基因組不穩定而產生的微核。這種微核發生在細胞分裂過程中DNA被錯誤地分離後，由染色質自身核膜所包圍。在染色體碎裂相關的過程中，微核膜破裂，會造成cGAS的快速積累，讓自體的DNA暴露於細胞質中。cGAS由染色質活化，微核的形成和DNA損傷後的炎症是細胞周期依賴的反應。

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這種機制是檢測潛在癌細胞的預警系統

通過活細胞激光顯微切割與單細胞轉錄組學相結合，研究人員得出結論：微核代表了DNA免疫刺激的重要來源。由cGAS對微核的識別可以作為細胞固有免疫監視機制，檢測一定範圍的腫瘤誘導過程。

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cGAS作用模式圖

DNA損傷還在腫瘤發展的早期階段時，通過 cGAS檢測微核可能是一個讓人體檢測和清除潛在癌細胞的重要早期報警系統。研究小組說他們的發現也可以解釋自發性的炎症疾病如何發生，如何在免疫系統攻擊人體自身的組織。

該研究的第一作者、愛丁堡大學MRC人類遺傳學研究小組的Karen Mackenzie博士說：「我們的發現提供了一個可能的新機制，說明人體如何保護自己免受癌症的侵襲，但在某些情況下卻可能引發炎症性疾病。」

通訊作者之一，高級研究員Martin Reijns博士說：「我們希望這項研究能告知未來開發和改善治療方法的研究點在哪裡。」

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參考資料：1）cGAS surveillance of micronuclei links genome instability to innate immunity

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

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