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美國(guó)希望之城國(guó)家醫(yī)療中心在最新一期《自然·通訊》上發(fā)表文章稱，他們“繪制”了一種創(chuàng)新細(xì)胞圖譜，首次揭示了癌癥進(jìn)化中一個(gè)極其關(guān)鍵角色——“染色體外DNA”（ecDNA），其可預(yù)測(cè)突變的致癌基因如何重塑DNA結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變腫瘤微環(huán)境。這項(xiàng)成果為未來(lái)精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)，有望為癌癥患者提供更個(gè)性化、更具針對(duì)性的治療方案。

過(guò)去十年間，科學(xué)界逐漸認(rèn)識(shí)到一種曾被忽視的遺傳物質(zhì)——染色體外的小型DNA分子在癌癥發(fā)展中的關(guān)鍵作用。這些ecDNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)違反了傳統(tǒng)生物學(xué)規(guī)律，成為驅(qū)動(dòng)癌癥發(fā)生與演化的強(qiáng)大引擎。

新研究揭示了不同ecDNA之間相互作用的新機(jī)制。更重要的是，當(dāng)ecDNA與某些致癌因子（如EGFR蛋白或腫瘤抑制蛋白p53）共同存在時(shí)，會(huì)引發(fā)腫瘤微環(huán)境的缺氧狀態(tài)，而這種低氧環(huán)境與癌癥進(jìn)展、治療耐藥性以及臨床不良預(yù)后密切相關(guān)。

此次研究結(jié)合了空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)（對(duì)DNA活性進(jìn)行測(cè)量與圖譜繪制）和基因組數(shù)據(jù)，成功識(shí)別出源自同一祖先但獲得額外突變的不同細(xì)胞群落。這些細(xì)胞的空間分布圖，有助于揭示腫瘤的演化路徑。這一系列新發(fā)現(xiàn)為精準(zhǔn)醫(yī)療研究提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)了創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)更優(yōu)療效、更低副作用的治療目標(biāo)。

團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)少量膠質(zhì)瘤樣本（發(fā)生在大腦或脊髓中的腫瘤）進(jìn)行批量RNA測(cè)序、腫瘤/正常DNA測(cè)序及空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，識(shí)別出腫瘤微環(huán)境中的共性特征與獨(dú)特模式，構(gòu)建出了這個(gè)可供其他科研團(tuán)隊(duì)參考的整合分析框架。

現(xiàn)階段研究主要聚焦于幾種類型的腦癌，但所展示的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法和基因組測(cè)序技術(shù)，有朝一日將廣泛應(yīng)用于各類癌癥的個(gè)體化治療中。

團(tuán)隊(duì)表示，癌癥及其治療從來(lái)不是“一刀切”的問(wèn)題。理解ecDNA在可遺傳與非遺傳細(xì)胞附近的分子行為，有助于揭示潛在的治療靶點(diǎn)，并可評(píng)估癌癥復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。