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研究证实ecDNA双重杀手锏:不止拷贝数扩增,更是致癌融合的“超级孵化器”2026-06-16 09:06

在与癌症漫长的博弈史中,我们一度认为已经窥见了对手的底牌。我们曾以为,癌症的基因组混乱只是一场无序的随机突变,或者是染色体线性的扩增与缺失。然而,近年来,一种被称为染色体外DNAExtrachromosomal DNA, ecDNA的遗传物质,像幽灵一样浮出水面,彻底颠覆了我们对肿瘤进化的认知。

这些游离于染色体之外的环状DNA,不仅是癌基因(Oncogene)疯狂扩增的载体,更是一个移动的突变工厂。它们不受孟德尔遗传定律的束缚,在细胞分裂中不均等地分配,造就了肿瘤极高的异质性。但如果我们仅仅把ecDNA看作是癌基因拷贝数的简单放大器,那我们可能大大低估了它的险恶。17日,《Cell》的研究报道“EcDNA-borne structural variants drive oncogenic fusion transcript amplification”,为我们揭开了ecDNA更深层的秘密。ecDNA不仅仅是基因的搬运工,它还是基因组结构变异(Structural Variants, SVs)的主要平台,它通过制造特定的基因融合(Gene Fusions),赋予了癌基因前所未有的稳定性,从而驱动肿瘤的恶性进展。 image.png

在深入分子机制之前,我们先来看看癌症基因组的宏观图景。基因融合,即两个原本独立的基因片段异常地连接在一起,是许多癌症的标志性特征。在正常组织中,这种现象极为罕见,但在肿瘤中,高负荷的结构变异往往会导致启动子劫持或融合转录本的形成,从而破坏基因调控。

长久以来,研究人员一直怀疑ecDNA与基因融合之间存在某种关联,因为在ecDNA上经常能观察到截断的基因。然而,ecDNA究竟在多大程度上驱动了基因融合?这种驱动作用是否具有普遍性?

为了回答这个问题,研究人员整合了来自癌症基因组图谱(TCGA)和癌细胞系百科全书(CCLE)的庞大数据库,涵盖了1,825个肿瘤样本83种癌症类型。他们利用全基因组测序(WGS)和RNA测序(RNA-seq)数据,系统地分析了扩增子类型与基因融合之间的关系。image.png

进一步的分析显示,ecDNA上的基因融合表现出极高的转录活性。在全基因组范围内,ecDNA不仅是结构变异支持的基因融合(SVGF)发生率最高的区域,而且其产生的融合转录本表达水平也远超非ecDNA来源的融合。这种高表达不仅仅是因为基因拷贝数的增加。研究人员发现,ecDNA更容易发生能够促进肿瘤生长的驱动突变,从而在肿瘤进化中被保留下来。

在筛选了海量数据后,几个熟悉的名字跃入眼帘:EGFRMYCPVT1MDM2ERBB2。这些都是大名鼎鼎的癌基因,而在ecDNA阳性的癌症中,它们恰恰是融合发生频率最高的位点。特别是位于8q24染色体区域的MYCPVT1,成为了研究人员关注的焦点。

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