Science新周刊:癌症表观遗传研究

【字体: 时间:2011年03月28日 来源:生物通

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  来自美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心等处的研究人员通过分析乳腺癌中的DNA甲基化的表观遗传改变,发现这些甲基化的模式实际上控制着肿瘤的扩散,这凸显了该种疾病的一种可能的根本原因。这有助于研发帮助确定癌症是否具有复发或扩散风险的新方法。这一研究成果公布在《Science-Translational Medicine》杂志上。

  

生物通报道:来自美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心等处的研究人员通过分析乳腺癌中的DNA甲基化的表观遗传改变,发现这些甲基化的模式实际上控制着肿瘤的扩散,这凸显了该种疾病的一种可能的根本原因。这有助于研发帮助确定癌症是否具有复发或扩散风险的新方法。这一研究成果公布在《Science-Translational Medicine》杂志上。

2010年,美国科学促进会(AAAS)创办了新周刊:《Science-Translational Medicine》,由美国国立卫生研究院(NIH)前任院长伊莱亚斯·瑞尔霍尼出任期刊的首席科学顾问,周刊主要关注加速将我们在生物机制研究领域的惊人进展转化为预防和治疗人类疾病的新方法。

癌症是由遗传改变或是表观遗传发生变异所导致的一类复杂的疾病,这种可说是世界上影响人类最深远且的息息相关的疾病在过去的十年中,随着癌症的成因与致病机制的发展,已经转向于着眼分子层级的探讨,而表观遗传则是其中的一个重要研究方向。科学家们开始认识到癌症的发病机理不只是遗传改变,还有很多是表观遗传发生变异,表观遗传学和表观基因组学研究已经成为了后基因组时代,癌症研究的重要热点。

这篇文章就是在这一热点研究方向中获得了一项重要成果,表观基因标志来自正常的变化中的细胞,但科学家们认为,这一固有的过程在乳腺癌中出了差错,即细胞在当它们本来应该停止改变(或分裂)的时候不再停止改变(或分裂)。 另一方面,诸如饮食、压力和营养等环境因素有可能对表观基因组以及基因表达的方式产生影响。

研究人员对显示了不同肿瘤转移行为的乳腺癌的基因组范围内的甲基化概况进行了分析;在这些乳腺癌中,有些具有良性肿瘤的特征,而另外有些则会快速地生长及扩散。并且通过进一步实验,研究人员在整个基因组的层面上来观察到了肿瘤的甲基化模式是什么样的,以及它们是如何支配着不同的乳腺癌的转移能力的。

除此之外,研究人员还发现了乳腺癌的2种主要的亚组,其中一个亚组具有高度的甲基化,另外一个亚组则有着低度的甲基化。这些模式控制着在肿瘤的转移中起着重要作用的基因的表达。这些研究数据表明,在这些肿瘤中,一种根本性的表观基因组过程出了差错,而这可能促成许多不同类型的乳腺癌的发展。

这些甲基化的模式控制着肿瘤的扩散,这可能是了乳腺癌的一种可能的根本原因。这些发现为研发一种新的可用在临床测试患者未来发生肿瘤转移风险大小的基因检测方法创造了条件,可能可以成为帮助确定癌症复发或扩散风险的强有力的新型工具。

(生物通:万纹)

原文摘要:

Breast Cancer Methylomes Establish an Epigenomic Foundation for Metastasis

Cancer-specific alterations in DNA methylation are hallmarks of human malignancies; however, the nature of the breast cancer epigenome and its effects on metastatic behavior remain obscure. To address this issue, we used genome-wide analysis to characterize the methylomes of breast cancers with diverse metastatic behavior. Groups of breast tumors were characterized by the presence or absence of coordinate hypermethylation at a large number of genes, demonstrating a breast CpG island methylator phenotype (B-CIMP). The B-CIMP provided a distinct epigenomic profile and was a strong determinant of metastatic potential. Specifically, the presence of the B-CIMP in tumors was associated with low metastatic risk and survival, and the absence of the B-CIMP was associated with high metastatic risk and death. B-CIMP loci were highly enriched for genes that make up the metastasis transcriptome. Methylation at B-CIMP genes accounted for much of the transcriptomal diversity between breast cancers of varying prognosis, indicating a fundamental epigenomic contribution to metastasis. Comparison of the loci affected by the B-CIMP with those affected by the hypermethylator phenotype in glioma and colon cancer revealed that the CIMP signature was shared by multiple human malignancies. Our data provide a unifying epigenomic framework linking breast cancers with varying outcome and transcriptomic changes underlying metastasis. These findings significantly enhance our understanding of breast cancer oncogenesis and aid the development of new prognostic biomarkers for this common malignancy.

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