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科学家发现可以预防血液癌的跳跃基因

新的研究发现了所谓的“跳跃”基因的惊人作用,这些基因是导致多种人类疾病的基因突变的来源。在UT西南儿童医学中心研究所(CRI)的一项新研究中,科学家意外地发现了这些DNA序列(也称为转座子)可以预防某些血液癌。

这些发现发表在《自然遗传学》上,促使科学家们确定了一种新的生物标记物,可以帮助预测患者对癌症疗法的反应方式,并为急性髓细胞性白血病(AML)(成人和儿童中最致命的血液癌类型)找到新的治疗靶标。

转座子是激活后可以从基因组中的一个位置移动或跳跃到另一位置的DNA序列。尽管存在许多不同类型的转座子,但徐实验室的科学家专注于一种称为长散布的element-1(L1)逆转座子的类型。L1序列通过复制然后粘贴到基因组中的不同位置来起作用,这通常会导致可能导致疾病(例如癌症)的突变。所有癌症中几乎有一半包含由L1插入其他基因引起的突变,特别是肺癌,结肠直肠癌和头颈癌。在诸如AML之类的血液癌症中,L1突变的发生率极低,但对其原因的了解却很少。

当研究人员筛选人类AML细胞以鉴定癌细胞存活所必需的基因时,他们发现AML细胞选择性需要L1的已知调节物MPP8。好奇地了解这种联系的基础,徐实验室的科学家研究了如何在人和小鼠白血病细胞中调控L1序列。他们取得了两个关键发现。首先是MPP8阻止了发起AML的细胞中L1序列的复制。第二个问题是,当L1的活性打开时,它可能会损害AML细胞的生长或存活。

“我们的最初发现令人惊讶,因为长期以来人们一直认为活化的转座子会通过产生基因突变来促进癌症的发展。我们发现血癌与之相反,并且L1活性降低与患者的临床结局和治疗抵抗力降低相关, ” CRI副教授,该研究的资深作者,徐健博士说。

因此,MPP8抑制了L1,以保护癌细胞基因组并允许AML起始细胞存活和增殖。就像健康细胞一样,癌细胞也需要维持稳定的基因组才能复制。太多的突变(如由L1活性产生的突变)会损害癌细胞的复制。研究人员发现,L1激活会导致基因组不稳定,进而激活DNA损伤反应,从而触发细胞死亡或消除细胞自我复制的能力。徐认为,这一发现可能为髓系白血病细胞对目前用于治疗患者的DNA损伤诱导疗法的异常敏感性提供了机械解释。

“我们发现L1激活可以抑制某些血液癌的存活,这为将其用作预后生物标志物提供了可能性,并可能利用其活性靶向癌细胞而不影响正常细胞,” Xu说。

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