德科學家發現一款藥物能治療DNA修復功能異常並減少癌症發生機率

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DNA修復是細胞中經常運行的一種程序,它將使基因組免受損傷和突變,因此對細胞的生存是很重要的。根據早期研究證實,DNA修復功能異常可能導致細胞衰老、細胞死亡、細胞分裂導致形成腫瘤或癌。德國癌症研究中心(DKFZ)的科學家們現在已經找到了一組藥物能改善DNA修復系統,預防腫瘤或癌症形成。

 

DNA修復功能是什麼,重要嗎?

在人體細胞中,一般的代謝活動和環境因素(如紫外線和放射線)都將能造成DNA產生損傷,導致每個細胞每天多達百萬以上的分子損害。這些損害給DNA分子造成結構上的破壞,由此可大大的改變細胞閱讀信息和基因編碼的方式,其餘的損害引發在細胞基因體中的潛在有害突變,進而影響子細胞分裂後的存活。因此,DNA修復必須經常運作,以快速地改正DNA結構上的任何錯誤之處。當正常修復程序失效與細胞凋亡沒有發生,則不可回復的DNA損傷可能會發生,包含了雙股斷裂與DNA與DNA交互連結。

DNA修復的速度與許多因素有關,如細胞類型、細胞老化以及外在環境等。然而當細胞累積大量的DNA損傷老化時,DNA修復的速度下降,直至趕不上正在進行的DNA損傷的速度。這時,細胞可能遭受以下三種命運之一:

  • 不可逆的冬眠,即所謂的衰老
  • 細胞自殺,即細胞凋亡或程序性細胞死亡
  • 失控的細胞分裂可能導致形成腫瘤或癌

人體中的大多數細胞先是衰老,經歷不可挽回的DNA損傷之後,走向凋亡。在這種情況下,凋亡作為「最後一招」起著防止細胞致癌而危害機體的作用。衰老時,生物合成和物質周轉的變更使細胞的生命活動效率降低,這不可避免地導致疾病發生。一個細胞的DNA修復的能力對其基因組的完整性和此細胞甚至機體的正常功能來說是極其重要的。許多原來對預期壽命顯示出影響的基因被證實跟DNA損傷修復和保護有關。形成接合子的細胞中的分子傷害若未能修復改正,將產生變異的子代,從而影響到演化的速率。

 

染色體災難性變異將導致癌症形成

就在幾年前,德國癌症研究中心(DKFZ)的科學家們描述了癌症細胞遺​​傳物質中的一種新的模式:在一種特別具有侵略性的兒童腦腫瘤中,他們發現了單個染色體的切片在無數端點已被打破並且不正確地重新組合,因此整個部分缺失,而其他部分被重複或以錯誤的方向組合。

這種染色體災難與腫瘤中所有先前已知的遺傳缺陷不同。科學家使用術語chromothripsis來描述這種遺傳災難,其發生在所有癌症的約20%至30%。Aurelie Ernst和她在德國癌症研究中心的團隊現在能夠證明某些基因修復系統的失敗是染色體混亂的原因之一。許多環境影響,如紫外線,都會破壞DNA。細胞具有一系列機制來修復這些缺陷。

但如果其中一個修復系統出現故障會怎樣?DKFZ的研究人員解釋說,如果DNA修復有缺陷並且Myc刺激了這些受損細胞的分裂,那麼基因組中混亂的風險就特別高。缺陷基因組修復和染色體混沌之間的這種關聯性已被證實與腦腫瘤,黑色素瘤和乳腺癌有關。

然而,有一些方法可以專門對抗攜帶此類缺陷的癌細胞:

我們可以使用PARP抑製劑來關閉另外一個重要的DNA修復系統,這將導致有遺傳損傷的細胞無法存活,而且不會影響到健康細胞。

目前PARP抑製劑已被批准用於阻斷DNA修復系統,如果能對患者的腫瘤基因組進行分析並證明該腫瘤與DNA修復功能異常有關,那麼PARP抑製劑的治療將來可能是一種新的治療選擇。當然,這也必須在長期的臨床試驗中得到進一步的證實。

 

原始文章: German Cancer Research Center (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ)Note: Content may be edited for style and length.

參考資料:維基百科

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