PNAS:科学家鉴别出能有效预测皮肤癌风险的“超级热点区域”

2019-12-05 佚名 细胞

最近,一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自耶鲁大学的科学家们通过研究在人类基因中发现了“超级热点区域”(hyperhotspots),相比基因组平均水平而言,这些位点对来自太阳光紫外线辐射的敏感程度是前者的170倍。暴露于紫外线辐射中往往是引发皮肤癌的主要原因,而对这些超级热点区域进行筛选或许能帮助有效

最近,一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自耶鲁大学的科学家们通过研究在人类基因中发现了“超级热点区域”(hyperhotspots),相比基因组平均水平而言,这些位点对来自太阳光紫外线辐射的敏感程度是前者的170倍。暴露于紫外线辐射中往往是引发皮肤癌的主要原因,而对这些超级热点区域进行筛选或许能帮助有效预测个体患皮肤癌的风险。

研究者对热点区域非常熟悉,但对超敏感热点区域(ultra-sensitive hotspots)却并不熟悉;研究者Douglas Brash说道,基因组中这些位点的敏感性是其它位点的100倍,名为“环丁烷嘧啶二聚体超热点”(cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) hyperhotspots)就是根据紫外线所诱发的DNA损伤类型而进行命名的,其被认为是能吸引破坏性辐射的“靶心”热点区域。这项研究中,研究者发现,这种情况通常发生于黑色素细胞(melanocytes)中。

研究者表示,我们认为,引发癌症的DNA损伤和突变发生往往是罕见事件,但研究表明,至少在皮肤癌中,基因组中就存在一些特殊靶点能被紫外线辐射所“击中”。随后研究者设计了一种方法来标记CPDs位点,并利用高通量DNA测序技术来对基因组中的标记进行图谱绘制,随后他们开发出了一组统计学方法来对与平均基因组相关的CPDs过量表达的位点进行定量分析。

研究者指出,这些热点区域位于基因附近,其能作为紫外线辐射直接损伤细胞的直接通路,研究者所鉴别出的超级热点区域位点是一组相同的DNA序列,其能控制DNA转化成为RNA和蛋白质(细胞调节生长的方式)。在紫外线辐射的晒伤程度下,机体皮肤黑色素细胞中的超级热点区域常常会被紫外线辐射所影响,一个人会实时不断地经历由紫外线辐射所引起的特殊细胞生长的扭曲过程,这并不像之前认为的是随机的或不可预测的。

那么为何机体进化不希望摆脱这些问题呢?实际上,进化并不会消除这些靶心,这或许就是一种暗示,即细胞能利用超级热点区域来感知环境;超级热点区域的存在表明,由致癌物紫外线辐射等所引发的突变或许并不是完全随机的,黑色素瘤中与基因调节相关的突变或许在CPD超级热点区域中出现的频率是其它地方的2万倍。

如今研究人员开发了一种新方法来推测人群患皮肤癌的风险,评估疾病风险的重要因素就是个体此前紫外线的暴露情况,目前临床医生缺乏一种客观的测定方法,通常依赖于患者对以前晒伤的记忆,如果医生们能对来自患者机体一小块皮肤进行超级热点区域的检测,他们就能获取这些位点此前晒伤所造成的DNA损伤的真实图像,从而就能更好地理解患者的暴露史及患皮肤癌的风险。因此,皮肤科医生应该密切关注高危人群,以便能够尽可能早地诊断并治疗皮肤癌患者。

原始出处:
Sanjay Premi, Lynn Han, Sameet Mehta, et al. Genomic sites hypersensitive to ultraviolet radiation, Proceedings of the National Academy of Sciences(2019).PNAS. DOI: 10.1073/pnas.1907860116



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