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由疾病或暴露于危险化学物质而导致的慢性炎症反应与癌症有密切的关系,但是科学研究仍不清楚这个过程是如何发生。近日麻省理工学院(MIT)的研究者揭示了慢性炎症反应导致癌症的精确分子机制。该研究表在《the Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊。
该研究的主要作者Bogdan Fedeles说,1/5的癌症的发生或进展与炎症有关。这些癌症包括间皮瘤(长期暴露于石棉引发炎症,之后诱发的一种肺癌)、有肠炎疾病史的结肠癌。
炎症反应是人体对入侵病原体或有害刺激物的天然反应。免疫系通过大量活性分子对入侵物进行攻击,试图将其中和。这些活性物质包括过氧化氢、一氧化氮和次氯酸。
然而这些物质也可以损伤感染部位周围的正常组织:“外来病原体可以激活免疫反应,免疫系统攻击致病菌的同时也会损伤正常细胞。”
之前MIT的研究者(Peter Dedon、Steven Tannenbaum、Gerald Wogan和James Fox)在感染了致病菌的小鼠的炎症部位发现了一种受损伤的DNA结构,称为5-氯代胞嗪(5-chlorocytosine,5ClC)。5CIC来自正常的DNA胞嘧啶,由活性分子次氯酸作用形成。次氯酸是漂白剂的主要成分,免疫系统也能产生次氯酸。
该研究的领导者John Essigmann说,炎症部位的5CIC水平明显很高。
胃肠道肿瘤有2种最常见的突变:胞嘧啶(C)突变为胸腺嘧啶(T),腺嘌呤(A)突变为鸟嘌呤(G)。目前还没有将5CIC作为致癌诱变剂进行研究,因此研究者打算确认5CIC是否有致癌作用。
研究者将噬菌体的基因组放在5CIC炎症部位,使得噬菌体的DNA可以在细胞内复制。
研究显示,5CIC有5%的时间与腺嘌呤配对,这个频率已经相当于发生了基因突变。
这项研究显示,由感染启动的免疫系统产生的次氯酸可破坏周围健康组织的DNA的胞嘧啶,产生5CIC。
为了确认5CIC是否对人的DNA致突变,研究者在体外利用各种聚合酶对炎症部位的基因组进行复制,结果显示,5CIC具有致突变性。“这些结果使我们相信在高水平5CIC的细胞中,也会产生这样的突变。”
研究者在肠炎症性病变组织中发现5CIC水平显著升高。研究者估计,这些部位发生突变的概率是正常部位的30倍。