研究了揭示癌症外染色体DNA的新发现：治疗耐药性、免疫抑制和基因合作的复杂机制
在最新一期的《Nature》杂志中，研究人员分别发表了两篇关于癌症中外染色体DNA（extrachromosomal DNA，简称ecDNA）的研究。这些独立但相互关联的研究揭示了ecDNA如何通过基因扩增、免疫调节和治疗耐药性推动癌症的进展。两项研究分别探讨了ecDNA的来源、影响以及在细胞分裂中协调传递的机制，对肿瘤学研究和治疗策略具有深远影响。
研究一：ecDNA的起源与对免疫系统的影响
第一篇文章《Origins and impact of extrachromosomal DNA》重点探讨了ecDNA在多种癌症中的广泛存在性及其对免疫系统的影响。研究人员对14,778名癌症患者的样本进行分析，发现17.1%的肿瘤样本中存在ecDNA。这些ecDNA不仅包含了驱动癌症的癌基因，还包含了多种免疫调节基因。值得注意的是，携带免疫调节基因的ecDNA与肿瘤中T细胞浸润的减少相关，表明ecDNA可能通过抑制免疫系统的活性帮助癌细胞逃避免疫监视。此外，研究发现，特定组织类型的癌症更容易产生携带免疫调节基因的ecDNA，这为ecDNA的组织特异性选择提供了证据。
研究二：癌症细胞中ecDNA的协调继承
第二篇文章《Coordinated inheritance of extrachromosomal DNAs in cancer cells》则关注于ecDNA在细胞分裂过程中如何协调性地传递。研究人员通过单细胞分析和成像技术发现，癌细胞中的多种ecDNA能够在有丝分裂过程中进行同步分配，使得子细胞获得了多种ecDNA的同时拷贝。这种现象通过基因间的协同作用，可能加强了癌细胞对抗药性的适应性和增殖能力。此外，研究还发现，转录的活跃性促进了ecDNA在有丝分裂中的共同分配，抑制转录则能减少这种协同分配，从而揭示了转录在ecDNA传递中的关键作用。
重大科学发现和潜在的临床应用
这两篇文章共同揭示了ecDNA在肿瘤演变中的关键作用。首先，ecDNA通过高水平的癌基因扩增加速癌症进展，同时其携带的免疫调节基因可能帮助癌细胞逃避免疫系统的监视。这一发现为理解癌症耐药性和免疫逃逸机制提供了新的视角。此外，研究表明，癌症细胞中的ecDNA在细胞分裂中能够协调性传递，从而确保了具有适应性优势的基因组合得以在细胞群体中维持。这为癌症治疗提供了潜在的新靶点——联合使用基因抑制剂可能通过打破这些合作关系来抑制肿瘤生长。
在临床方面，ecDNA的存在与肿瘤分期和患者的总体生存时间密切相关。特别是在晚期癌症患者中，ecDNA的频繁出现暗示了其与耐药性和转移的相关性。通过开发能够靶向ecDNA的药物，或许可以在未来提高癌症治疗的有效性，尤其是对那些携带免疫调节基因的ecDNA肿瘤。
总结
这两项研究为科学界理解ecDNA的复杂角色提供了重要见解。ecDNA的广泛存在、在细胞分裂中的协调传递以及其在免疫抑制中的作用展示了癌症如何利用基因扩增和免疫逃逸来获得生长优势。这些发现不仅揭示了癌症基因组的进化过程，还为未来的癌症治疗指明了新的研究方向：通过干预ecDNA的传递和协同效应，有望开发出针对多种癌症类型的精准治疗方案。
引文，原文
Casotti, E., Poli, E., Klaus, L. et al. Observation of vortices in a dipolar supersolid. Nature (2024).
Hung, K.L., Jones, M.G., Wong, I.TL. et al. Coordinated inheritance of extrachromosomal DNAs in cancer cells. Nature 635, 201–209 (2024).
