與正常衰老過程中發生的表觀遺傳學改變有關的癌症風險

一些科學家們假設，在癌症發生過程中細胞促進腫瘤的改變——尤其是涉及DNA甲基化的表觀遺傳性改變——來源於逃避了稱之為老化的正常細胞退化過程的惡性細胞。現在，來自於約翰霍普金斯大學Kimmel癌症中心的研究人員證明，腫瘤相關的表觀遺學狀態在腫瘤形成的早期階段，其演變是不規律的，最終篩選出了在腫瘤形成早期階段中發生最大變化的一小部分基因。

這項研究發表在2月12日發行的Cancer Cell上，有助於完善癌症風險的生物標誌物。作者說，對這些基因進行篩查可有助於對發生癌症風險最高的每個年齡組個體進行分層。

"衰老可能是大多數常見癌症的主要危險因素。" 共同作者、Kimmel癌症中心癌症研究Virginia and Daniel K. Ludwig教授Stephen Baylin博士說。因為在實驗室模型中，表觀遺傳學改變是可逆的，因此一些科學家正在考慮糾正這些危險因素的可能性，以作為調節衰老這一癌症危險因素的潛在方法。"可能你不會發現青春之泉，但如果能夠減少每衰老十年的癌症風險，這也是巨大的成就。" Baylin說。

在這項研究中，研究者考察了DNA甲基化的模式，而DNA甲基化是細胞中基因的DNA序列起始部分添加小的甲基的過程，通常可阻止該基因的激活。他們從人體包皮樣本中提取成纖維細胞，並按照一種已確立的、名為Weinberg"s 經典轉化系統、分為三步的實驗室流程，將這些細胞轉化為癌症細胞。該流程中也影響了細胞中已知可誘導腫瘤形成的基因。科學家們還將早期轉換後的細胞注入小鼠體內，以監測進展情況。他們再一次提取了成纖維細胞，並讓它們自然成熟至老化。研究人員跟蹤了隨著時間的推移，這兩組細胞中觀察到的甲基化改變情況。

"老化是一種非常廣為人知的、正常的衰老過程，它實際上是一種抗腫瘤的機制。當細胞覺察到DNA過度損傷、當細胞中出現過多細胞分化或者當細胞出現與癌症發生相關的應激反應時，就會發生老化。所以讓我們迷惑不解的是老化過程是如何導致腫瘤形成的。" 研究的通訊作者、約翰霍普金斯大學Kimmel癌症中心腫瘤學助理教授Hariharan Easwaran博士說。

為了解開這一謎團，Easwaran、Baylin及其合作夥伴開始研究老化和轉化期間DNA甲基化的表觀遺傳學改變的演變過程。結果發現，雖然老化細胞與轉化細胞的改變是相似的，但它們的演變方式以及發生甲基化的基因大部分都是不同的。

Easwaran說，研究人員發現，老化過程中出現的DNA甲基化是非常程序化的，以至於不同培養皿中重複樣品的老化過程都具有相同的表觀遺傳學模式。而轉化細胞的獨立重複樣品則表現出非常大的隨機性。

Baylin稱，此外，轉化過程中主要涉及的是對癌症至關重要的、維持癌症細胞特徵的調控基因。與之相比，老化過程中涉及了很多代謝過程的基因。

在其他的試驗中，該研究的第一作者Wenbing Xie博士無法將老化細胞誘導其變成轉化細胞，這是老化細胞防止發生癌症的保護作用，還發現了一小部分與轉化有關的甲基化基因，其中大多數是在腫瘤形成早期階段以及衰老過程中容易發生甲基化的基因。在未來的工作中，研究人員將探索老化和轉化類基因的DNA甲基化增益的組織特異性模式，並希望用它來制定策略，用以確定與年齡有關的腫瘤發生風險的分層情況。

原始出處：Cancer risk associated with key epigenetic changes occurring through normal aging process

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