減輕個人和社會的癌症負擔是目前全球關注的主要方向,據挪威癌症登記處的數據顯示,截至2020年底,挪威有35,515名新發癌症患者,且目前已經有超過30萬人患有癌症,闡明癌症發生的原因以及其背後的分子機製成為了目前人類所麵臨的一項關鍵的公共衛生優先事項。
近日,一篇發表在國際雜誌Epigenetics & Chromatin上題為“Pioneer transcription factors are associated with the modulation of DNA methylation patterns across cancers”的研究報告中,來自挪威分子醫學中心等機構的科學家們通過調查19種癌症類型識別出了調節異常DNA甲基化的潛在分子參與者,DNA甲基化是一種與基因表達調節相關的DNA修飾過程。
在癌症樣本中識別出13個特殊基因或與癌細胞的表觀遺傳學改變有關。
研究人員觀察到了13種轉錄因子(TFs)和轉錄因子結合位點附近的DNA甲基化水平之間的關聯,這些轉錄因子是能在轉錄因子結合位點上結合DNA來控製基因表達的特殊基因,在13種轉錄因子中,每一種轉錄因子都是根據它們至少與兩種癌症類型中的DNA甲基化水平變化的關聯來選擇的。
在人類機體中存在無數的基因參與到了機體DNA促進健康發育的過程,其中一種過程就是DNA甲基化,其與基因表達的調節相關,異常的基因表達模式或與包括癌症在內的多種人類疾病直接相關。研究者Roza Berhanu Lemma說道,DNA甲基化是與基因表達控製相關的自然過程,在正常情況下,你擁有特定模式的DNA甲基化但這或許會被癌細胞所攔截,結果就會表現出不同的模式(異常模式)。
文章中,研究人員一直在調查癌症樣本中DNA甲基化模式和轉錄因子基因表達之間的相互作用。研究者Lemma說道,我們經常會在癌症患者機體中報道異常的DNA甲基化模式,為此我們就想闡明發生這種失調的機製到底是什麼,以及觀察是否存在參與調節這一過程的轉錄因子。研究者開發了一種計算框架來利用癌症基因組圖譜中患者的特定數據以及來自UniBind數據庫的人類轉錄因子的DNA結合信息,從而分析轉錄因子和DNA甲基化之間的關聯。
最終研究人員發現了13個轉錄因子,其表達水平或與DNA結合位點周圍的DNA甲基化水平相關,在這些轉錄因子中,大部分都是“先驅因子”,這就意味著其具有結合DNA區域的能力,而這些區域原本是無法進入和被甲基化修飾的。相關研究結果或有望幫助改善癌症患者的診斷以及預後。
研究者表示,他們識別出了這些轉錄因子與靠近轉錄因子結合位點的DNA甲基化模式之間的特殊性質,其中一種方法就是利用這些轉錄因子所調節的DNA甲基化模式來作為潛在的生物標誌物。通過此類研究,研究人員或許就能獲取額外的知識以便未來能利用癌症的不同表觀遺傳學特性,來深入探索開發潛在新型療法的可能性。
綜上,本文研究結果為特定基因參與到癌症中重要表觀遺傳學標記的改變提供了支持性的證據,而且這些研究發現對於突出腫瘤行為、功能和身份的生物學特征至關重要;然而,未來的研究是非常必要的,從而就能幫助進一步理解該過程是如何與癌細胞中基因調節網絡的重新布線有關。