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科學家揭開癌症早在出生前的早期警訊

凡德爾研究所(Van Andel Institute)的研究人員有了重大發現,癌症風險可能在人還未出生前就已決定,這與胚胎早期發育過程中形成的獨特表觀遺傳狀態有關。

該研究所科學家發表在《自然癌症》(Nature Cancer)期刊上的一項開創性研究指出,一個人患癌的風險可能在出生前就受到影響。研究鑑定出在早期發育過程中出現的兩種不同表觀遺傳狀態,它們與終生患癌風險相關。其中一種狀態與較低的患癌風險相關,而另一種則與較高的患癌風險相關。

若患癌者處於低風險狀態,更有可能患上液態腫瘤(如白血病或淋巴瘤);相反,處於高風險狀態的人則更易患上實體腫瘤(如肺癌或前列腺癌)。

凡德爾研究所表觀遺傳學系主任、該研究的共同通訊作者J. Andrew Pospisilik博士表示:「由於大多數癌症在晚年發生,且被視為突變或遺傳性疾病,過去一直沒有深入關注發育過程如何影響患癌風險。我們的發現改變了這一現狀,鑑定出這兩種表觀遺傳上不同的狀態,為癌症根源的研究開啟了全新的領域。」

隨著年齡增長,由於DNA損傷的累積和其他因素,患癌風險會增加。然而,並非每個異常細胞都會發展成癌症。近年來,科學家發現表觀遺傳錯誤等其他因素也是導致癌症的原因。表觀遺傳學是影響DNA指令如何以及何時執行的過程,表觀遺傳出現問題會破壞細胞質量控制過程,使病變細胞得以存活和擴散。

在研究中,Pospisilik及其團隊發現,基因Trim28水平降低的小鼠,儘管其他方面相同,但在與癌症相關的基因上會有兩種表觀遺傳標記模式之一,這些模式在發育過程中就已確立,其模式的強弱決定了兩種患癌風險狀態中的哪一種會出現。

該研究的第一作者兼共同通訊作者、Pospisilik實驗室的研究科學家Ilaria Panzeri博士說:「每個人都有一定程度的患癌風險,當癌症發生時,我們往往認為只是運氣不好。然而,運氣不好並不能完全解釋為什麼有些人患癌而有些人不會。最重要的是,運氣不好無法作為治療目標,而表觀遺傳學則可以。我們的發現表明,癌症的根源可能在發育的敏感時期就已埋下,為研究這種疾病提供了新的視角,也為診斷和治療提供了潛在的新選擇。」

研究團隊在身體各組織中都發現了這兩種表觀遺傳狀態的證據,這表明發育過程中的表觀遺傳風險在各種癌症中可能很普遍。未來,他們計劃探索這兩種狀態在不同癌症型別中的影響。

參考文獻:TRIM28-dependent developmental heterogeneity determines cancer susceptibility through distinct epigenetic states by Ilaria Panzeri, Luca Fagnocchi, Stefanos Apostle, Megan Tompkins, Emily Wolfrum, Zachary Madaj, Galen Hostetter, Yanqing Liu, Kristen Schaefer, Chih-Hsiang Yang, Alexis Bergsma, Anne Drougard, Erez Dror, PERMUTE, Darrell P. Chandler, Daniel Schramek, Timothy J. Triche Jr. and John Andrew Pospisilik, 24 January 2025, Nature Cancer. DOI: 10.1038/s43018 - 024 - 00900 - 3

本出版物中報導的研究得到了多個機構的支援,包括馬克斯普朗克學會(Pospisilik)、歐洲研究理事會(獎項編號:ERC - CoG - 682679,Pospisilik)、凡德爾研究所、凡德爾研究所的代謝與營養(MeNu)計劃、美國國家衛生研究院國家人類基因組研究所(獎項編號:R01HG012444,Pospisilik和Nadeau)、美國國家衛生研究院國家糖尿病、消化和腎臟疾病研究所(獎項編號:R01DK132216,Pospisilik和Schones)、美國國家衛生研究院國家過敏和傳染病研究所(獎項編號:R01AI171984,Triche, Krawczyk, Prokop)、陳-扎克伯格倡議捐助基金(獎項編號:DI - 000000287,Triche)以及人類前沿科學計劃長期研究獎學金(獎項編號:LT00441/2018 - L,Panzeri)。