文字稿
上期講到,腫瘤是由DNA的微小突變發(fā)端的,那是不是所有突變,都會導致腫瘤呢?
大家可以放心,并不是這樣的,我們身體里的細胞常常發(fā)生DNA突變,但導致癌癥的,主要還是原癌基因和抑癌基因的突變。這些基因平時負責調(diào)控細胞的增殖、凋亡、分化等過程。就像工廠中的閥門,閥門失控,就會產(chǎn)出大量過剩的產(chǎn)物,細胞過度增殖,形成腫瘤。
隨著基因測序技術的發(fā)展,科學家們發(fā)現(xiàn),有些抑癌基因的堿基序列并沒有發(fā)生改變,就好像這個閥門并沒有壞,而是被“關掉了”。這是怎么回事呢?
就讓我們從一個故事開始,進入表觀遺傳學的世界,一探究竟吧。
小故事:荷蘭饑餓冬天
1944年11月到1945年的春天,由于當時納粹德國的糧食封鎖,加上天氣嚴寒,荷蘭出現(xiàn)嚴重的糧食短缺。幾十年后,人們發(fā)現(xiàn),出生于1945年的那一批人,比他們的兄弟姐妹,更容易患上高血脂、肥胖、糖尿病等代謝疾病。
于是科學家對比了他們和家中兄弟姐妹們的基因,發(fā)現(xiàn)這些孩子的基因被“標記”了,母親在懷孕早期通過標記“告訴”孩子的細胞,現(xiàn)在糧食短缺,你們要多儲存能量,讓這個孩子能活下去。
但沒想到的是,之后荷蘭再也沒有出現(xiàn)過如此嚴重的饑荒,這些孩子,由于與能量代謝有關的基因被做了“標記”,在食物充裕的年代長大后,就更容易患上代謝疾病。
DNA甲基化
這種標記叫“DNA甲基化修飾”,這里又要“高中生物”一下了,上期我們講了DNA和堿基,DNA需要先轉(zhuǎn)錄成RNA,才能翻譯成蛋白質(zhì),通過蛋白質(zhì)影響生理功能。
DNA轉(zhuǎn)錄需要啟動子,啟動子是轉(zhuǎn)錄起始位點附近的一段特殊的序列,在這段序列的胞嘧啶,也就是AGCT里的C上,加上一個由一個碳原子、三個氫原子組成的化學結(jié)構,基因通常就無法表達了。這個化學結(jié)構就叫甲基,加上這個結(jié)構的過程,就叫“甲基化修飾”。
圖片來自網(wǎng)絡
因此,雖然基因的序列沒有改變,它也失去了活性?;氐揭职┗颍麄儽患谆揎椇?,失去活性,就無法抑制腫瘤細胞的過度生長。
需要說明的是,基因啟動子甲基化,僅僅是腫瘤表觀遺傳學范疇內(nèi)的一種現(xiàn)象。但這種現(xiàn)象,卻為腫瘤的發(fā)現(xiàn)和治療,打開了新的突破口。
DNA甲基化在腫瘤領域的應用
對癌癥相關DNA甲基化的檢測,可以用于癌癥的發(fā)現(xiàn)、病程監(jiān)控和療效評估。2018年,已有超過14,000篇學術文章探討了DNA甲基化作為腫瘤標志物的應用,并有14種甲基化相關生物標志物檢測已經(jīng)上市銷售。
同時,表觀遺傳修飾具有可逆性,如果能通過“去甲基化”的方法恢復抑癌基因的功能,就可以從源頭上治療腫瘤,目前已有相關藥物問世。
體細胞突變和胚系突變
上一期,講了基因突變,后臺就有朋友留言說,這說明癌癥還是由遺傳導致的,這期又提到“遺傳學”,大家可能會固化這個概念。所以我想簡單說下,體細胞突變和胚系突變的區(qū)別。
遺傳獲得的突變,稱之為“胚系突變”,這類突變可能還會傳給下一代,詳細內(nèi)容可以看我之前的視頻,攜帶“胚系突變”的人,比普通人罹患癌癥的概率要高出不少。如果檢測的話,一生只需檢測一次。
身體細胞自己產(chǎn)生的突變,稱為“體細胞突變”,不會遺傳給下一代。這是動態(tài)變化的,所以可以用于腫瘤的預警、發(fā)現(xiàn)和病程監(jiān)控。
這期講的DNA甲基化,其實也時時刻刻發(fā)生在我們的身體中,負責“關閉”細胞用不到的功能,而不小心關錯了地方,就可能把甲基加在了抑癌基因的啟動子上。所以,腫瘤相關的DNA甲基化也不完全來自于遺傳。
總結(jié)一下
1、 腫瘤基因突變主要來源于體細胞突變和胚系突變,胚系突變與遺傳相關;
2、 不是所有突變都導致癌癥,原癌基因和抑癌基因的突變,會使細胞的增殖、分化、凋亡等環(huán)節(jié)失控,從而引發(fā)癌癥;
3、 有些時候,抑癌基因的序列沒有發(fā)生變化,只是被“關掉了”,DNA甲基化修飾就是關掉抑癌基因的一種方法;
4、 通過對甲基化標記物的檢測,可以幫助我們發(fā)現(xiàn)腫瘤。
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