新的基因组技术确定上消化道癌症的根源
长期以来，猖獗的炎症一直与癌症有关，但它究竟是如何推动健康细胞转化为恶性细胞的仍是一个谜。
现在，科学家们范安德尔研究所他们发现了这种联系背后的罪魁祸首:氧化应激，这是一种通过破坏DNA来破坏遗传密码的过程。这一发现,发表在《科学进展》上，为炎症和氧化应激在某些癌症中的作用提供了至关重要的新见解，并为潜在的预防策略提供了新的机会。
“我们的发现为炎症和氧化应激如何导致癌症提供了重要的证据，”他说Gerd Pfeifer博士他是VAI表观遗传学系的教授，也是这项研究的资深作者。“人体有一个良好的防御系统，可以修复DNA损伤，减少氧化应激，但没有什么是万无一失的。我们对炎症和癌症之间的确切联系了解得越多，就越有能力设计出更有效的预防策略。”
炎症是人体自然免疫防御系统的正常组成部分。当面临威胁时，如感染或受伤，身体会以炎症的形式聚集资源来对抗问题并促进愈合。
这一过程的一部分是活性氧(ROS)的产生，这是一种不稳定的分子，在正常的细胞功能和交流中起着重要作用。偶尔，某些事情出错，导致炎症反应持续的时间超过了所需的时间。结果可能是有害的，包括过量的ROS的积累，可以提高氧化应激。
Pfeifer和他的同事们利用他的实验室开发的一种名为“循环损伤测序”的新技术，绘制出了氧化应激引起的两种DNA损伤。然后，他们将他们的结果与世界上最大的体细胞癌症突变数据库COSMIC数据库中的癌症基因组突变特征进行了比较。他们发现了一种匹配——研究小组确定的损伤模式与上消化道癌症(如食管癌和胃癌)中发现的突变特征相匹配。
上消化道癌症通常伴有炎性前体疾病。例如，细菌感染Heliobacter幽门会损害胃粘膜，引起炎症和溃疡。在食道中，严重的反酸会导致一种叫做巴雷特食管的疾病，在这种疾病中，食道内壁会发炎。在这两种情况下，长期炎症都与癌症风险增加有关。
由于该团队的发现，这种风险升高的原因现在已经很清楚了。DNA由四种成对存在的化学碱基组成——腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)，胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)。这些碱基对的不同序列编码了生命的所有指令。研究小组的研究结果表明，在上消化道癌症中，由炎症引起的氧化应激破坏了DNA的特定部分，导致Gs被氧化的Gs取代。这些错误阻止了DNA的准确复制——这是癌症的一个关键标志。
“我们的DNA是我们的遗传指导手册。当字母被打乱时，指令就不能正常执行，结果可能是癌症。”“多年来，关于炎症和氧化应激究竟如何导致疾病，一直存在很多争论，但我们没有正确的工具来研究这种联系。我们的新环损伤排序技术能让我们重新审视老问题。我希望它能改变游戏规则。”
环状损伤测序允许科学家在每个损伤发生的点上“破坏”DNA。他们将DNA诱导成圆圈，然后使用聚合酶链式反应(PCR)技术进行数千次复制。一旦他们有了足够的DNA，他们就用下一代测序来确定断裂处存在哪些DNA碱基。去年,Pfeifer的实验室使用循环损伤测序来确定导致黑色素瘤的突变这是由于阳光损伤的DNA发生了化学转化，而不仅仅是之前认为的DNA复制错误。
参考:金SG，孟Y, Johnson J, Szabó PE, Pfeifer GP。过氧化氢诱导的8-氧-鸟嘌呤模式与上消化道肿瘤的两种癌症突变特征的一致性。科学的进步．2022; 8 (22): eabn3815。doi:10.1126 / sciadv.abn3815
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