在一项革命性的新研究中,科学家们提出,癌症风险可能不仅仅取决于遗传或年龄,而是在出生前的早期发育阶段就已经确定。这项发表在《自然·癌症》杂志上的开创性研究来自密歇根州范安德尔研究所,它挑战了传统观念,即癌症主要是在年龄增长过程中由于DNA损伤和突变积累而发展起来的。相反,该研究认为癌症风险在子宫内的早期发育阶段就已经设定。
早期发育在癌症风险中的作用
长期以来,人们一直认为癌症风险随着年龄的增长而增加,这是由于DNA损伤和突变的积累。虽然DNA突变确实会导致癌症,但这并不能完全解释为什么有些人会得癌症而其他人不会。范安德尔研究所的研究重点在于表观遗传学,这是一种调控基因活性而不改变DNA序列本身的化学变化系统。这些分子“开关”如果出错,会影响从代谢到疾病易感性的一切。
范安德尔研究所表观遗传学中心的主任安德鲁·波斯皮利克博士解释说:“因为大多数癌症发生在晚年,并且被理解为突变或遗传性疾病,所以没有深入关注发育如何影响癌症风险。我们的发现改变了这一点。”
理解癌症的新方式:TRIM28的作用
该研究强调了两种不同的表观遗传状态,它们影响癌症风险,这些状态在基因修饰的小鼠中被识别出来。这些状态在发育过程中出现,并决定个体在其一生中面临更高的或更低的癌症风险。在这个过程中起关键作用的蛋白质是TRIM28,这是一种控制参与癌症发展的基因表达的分子开关。
在研究中,当TRIM28的水平降低时,基因相同的 mice 表现出两种不同的表观遗传模式,这些模式出现在其癌症相关基因上。值得注意的是,这些模式在发育的早期阶段就已经建立,早在10天大时——远早于任何疾病症状的出现。
其中一种模式与较低的癌症风险相关,特别是液体肿瘤如白血病或淋巴瘤,而另一种则与较高的实体瘤风险相关,如肺癌或前列腺癌。正如波斯皮利克博士所说:“我们识别出这两种表观遗传不同状态为癌症的基础研究打开了一个全新的世界。”
与人类癌症风险的有趣联系
该研究还探讨了这些发现是否适用于人类。通过检查人类癌症数据库,研究人员发现了惊人的相似之处。具有人类TRIM28相关基因变异的人往往有更差的癌症预后,这表明早期发育中的表观遗传变化可能在人类癌症易感性中起着重要作用。
该研究的共同作者伊莱拉·潘泽里博士指出:“每个人都有一定的风险,但当癌症确实发生时,我们倾向于将其视为不幸。然而,不幸并不能完全解释为什么有些人会得癌症而其他人不会。最重要的是,不幸不能作为治疗目标。相比之下,表观遗传学可以作为治疗目标。”
癌症预防的新前景
如果这些发现在人类中也成立,它们可能会改变我们对癌症预防的方法。与其等待遗传突变随着时间的推移积累,医生未来或许能够在出生前就评估癌症风险。这将允许制定个性化的预防策略,例如定制筛查或生活方式干预,以抵消有害表观遗传变化的影响。
潘泽里博士继续说道:“我们的发现表明,癌症的根源可能始于敏感的发育期,为研究这种疾病提供了新的视角,并为诊断和治疗提供了潜在的新选择。”
前进方向:理解癌症的早期起源
尽管这项研究为癌症预防和治疗带来了令人兴奋的新可能性,但仍需进一步研究。该研究主要在雄性小鼠上进行,因为雌性小鼠的癌症发病率较低,使得难以研究两性模式。未来的研究将至关重要,以探索这些发现是否适用于两性以及如何转化为人类健康。
尽管如此,这些发现的意义深远。它们表明,癌症风险可能不仅仅是由于终生积累的遗传突变或环境暴露,而是由甚至在出生前就已启动的生物因素所决定。随着我们对发育表观遗传学的理解不断深入,我们可能正处于癌症预防的新时代——一个在风险开始之前就解决它的时代。
在未来几年,这种思维转变可能会彻底改变癌症研究和治疗,为未来几代人带来新的希望。
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