細胞新圖譜揭示關鍵DNA對癌症進化的作用

科技日報訊 （記者張夢然）美國希望之城國家醫療中心在最新一期《自然·通訊》上發表文章稱，他們“繪製”了一種創新細胞圖譜，首次揭示了癌症進化中一個極其關鍵角色——“染色體外DNA”（ecDNA），其可預測突變的致癌基因如何重塑DNA結構，進而改變腫瘤微環境。這項成果為未來精準醫療發展奠定了重要基礎，有望為癌症患者提供更個性化、更具針對性的治療方案。

過去十年間，科學界逐漸認識到一種曾被忽視的遺傳物質——染色體外的小型DNA分子在癌症發展中的關鍵作用。這些ecDNA的環狀結構違反了傳統生物學規律，成為驅動癌症發生與演化的強大引擎。

新研究揭示了不同ecDNA之間相互作用的新機制。更重要的是，當ecDNA與某些致癌因子（如EGFR蛋白或腫瘤抑制蛋白p53）共同存在時，會引發腫瘤微環境的缺氧狀態，而這種低氧環境與癌症進展、治療耐藥性以及臨牀不良預後密切相關。

此次研究結合了空間轉錄組學（對DNA活性進行測量與圖譜繪製）和基因組數據，成功識別出源自同一祖先但獲得額外突變的不同細胞羣落。這些細胞的空間分佈圖，有助於揭示腫瘤的演化路徑。這一系列新發現為精準醫療研究提供了堅實的數據支撐，推動了創新技術應用，從而實現更優療效、更低副作用的治療目標。

團隊通過對少量膠質瘤樣本（發生在大腦或脊髓中的腫瘤）進行批量RNA測序、腫瘤/正常DNA測序及空間轉錄組學分析，識別出腫瘤微環境中的共性特徵與獨特模式，構建出了這個可供其他科研團隊參考的整合分析框架。

現階段研究主要聚焦於幾種類型的腦癌，但所展示的空間轉錄組學方法和基因組測序技術，有朝一日將廣泛應用於各類癌症的個體化治療中。

團隊表示，癌症及其治療從來不是“一刀切”的問題。理解ecDNA在可遺傳與非遺傳細胞附近的分子行為，有助於揭示潛在的治療靶點，並可評估癌症復發的風險。