结肠癌分子发病机理的新发现

 根据凯斯西储大学医学院发表在Nature Communications上的最新研究，科学家们发现，在结肠癌基因外的增强子能够助长肿瘤增长。并且该区域基因的变异在肿瘤样品中高度保守，暗示着一个可以用于药物开发的常见机制。

增强子是一段短DNA序列，能够充当开关，调节基因、激活基因。它们散布在整个基因组，当DNA发生扭曲和折叠时它们就会与相对较远的DNA结合。新的研究发现，结肠癌基因的染色体上存在高增强子 活性的“热点”。

凯斯西储大学医学院遗传学和基因组学助理教授，Peter Scacheri博士是本文的通讯作者，他说：“我们的数据表明，结肠癌细胞的生存往往取决于相关基因的表达，而相关基因的表达与他们共用的增强子的变化有关。而这些共用增强子的变化关系则某人终身患结肠癌的风险。

Scacheri的团队鉴定了结肠癌样本中上千个非正常的增强子原件。当研究人员对增强子进行基因干预后，之前已经被激活了的结肠癌基因停止了活动。研究人员建议，操纵增强子或可关闭结肠癌基因，以达到延缓肿瘤进程的作用。

这项研究测试了42个基因型不同的结肠癌样本。文中总结“在单一类型癌症中，这是迄今为止最大范围的对增强子变化的描述“。文章提到了之前研究发现的导致结肠癌的基因突变，也指出了肿瘤基因以外的DNA区域同样在疾病中起作用。不仅是研究突变问题，在结肠癌研究中，需要补充增强子研究。

Scacheri说，DNA能够通过特殊的化学标签识别增强子，增强子在DNA序列中就像一串灯泡一样排列。识别常见的增强子变化有助于我们找出特定的一组基因，在正常细胞向癌细胞转化的过程中，该组基因始终处于接通（表达）状态。这些开关决定了肿瘤的状态，对肿瘤生长来说，“开关”和“突变”同样重要。

在美国，结肠癌是男性女性高发癌症，结肠癌位列二号死亡杀手（No.1的是肺癌）。在中国，结肠癌男性患者死亡率排第五，女性患者死亡率排第四。增强子的变化可以作为对抗疾病的新治疗靶点。Scacheri说，我们的下一步计划是确定增强子对结肠癌的常用促进形式，以及我们是否可以，在不伤害正常细胞的前提下，以破坏它们作为杀死肿瘤细胞的一种策略。

原文标题：

Hotspots of aberrant enhancer activity punctuate the colorectal cancer epigenome

编者按（后记）：自人类基因组测序工作完成以后，研究人员发现能够编码蛋白质的DNA仅占人类基因组的1%。有很长一段时间，科学家们忽视了其余99%的非编码DNA（或称“垃圾DNA”）的作用，随着时间推移，科学家们对“垃圾DNA”的认识逐渐深入，慢慢地发现其实很多非编码DNA有着独特的作用。

近期，除了这篇Nature Communications的文章以外，发表于Nature Genetics杂志的“Accounting for genetic interactions improves modeling of individual quantitative trait phenotypes in yeast”（Nature子刊：基因网络对基因功能的影响）一文提到，基因是网络集成化工作的，它们中的一些成员承担了许多其他基因的“调节开关”； Nature Methods杂志也发文“Salmon provides fast and bias-aware quantification of transcript expression”（Nature Methods新方法能矫正RNA-seq测序的技术偏差）表示，自闭症患者的基因组拷贝数和染色体异常十分常见，许多变异出现在曾经被认为是“垃圾DNA”的基因组中。垃圾DNA，也称非编码DNA，近年来研究表明它们调控着很多基因的开启和关闭，尤其是大脑发育和功能的精确调控；Neuroscience杂志的一篇技术性文章“Salmon provides fast and bias-aware quantification of transcript expression”（Nature Methods新方法能矫正RNA-seq测序的技术偏差），也强调了基因表达变化，而非单纯的基因测序，对疾病研究的意义。

过去，对非编码DNA的忽视，以及研究方法的缺乏，导致我们对调控DNA的数量、表达的监视与DNA真实存在的数量产生差异。对这些差异的纠正，以及对非编码DNA的深入了解，将会极大地丰富我们对生命的认识，打开治愈某些疾病的大门。