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一个可以识别癌症的无形基因的测序技术发现了大量成套以前未知的胰腺癌基因。对于胰腺癌,我们仍知之甚少,并且在过去的四十年中,其五年生存率仍然为5%左右,所以我们希望这项研究能促进这种疾病的研究。
该技术的工作原理是通过引入一种称为piggyBac转座子的DNA到小鼠基因组中。转座子基因组内转移,将自己随机再插入,导致每一个鼠细胞出现不同的的突变。这种情况会促进癌症的发展,并跟踪转座子在肿瘤中的途径使我们发觉了受影响的致癌基因。PiggyBac技术被设计为第一次允许在小鼠单个组织中诱导肿瘤,且这方法可以用来研究其他类型的癌症。
虽然基因组测序可以非常精确地识别所有类别的遗传改变,但有些变化是很难解释的。例如,在肿瘤中成百上千的基因被发现转录或表观表达,这意味着它们不是突变只是开启或关闭。定位在大量基因组中少数导致癌症的部分是非常困难的。由于转座子直接转移到相关基因,PiggyBac筛选可以促进这项大海捞针般的研究。此外,该技术监测小鼠的肿瘤发展,因此研究人员也能看到癌突变的后果以及它们如何推进疾病的进展。
“癌症基因组测序的研究进展对于癌基因的情况有了非凡的了解。尽管如此,我们仍离了解推进癌症发展的分子过程的复杂性很远。”来自德国慕尼黑理工大学和德国癌症研究中心的Roland Rad教授说,“小鼠全基因组的精准筛选让我们从不同的角度观察癌症和回答不能用其它方法处理的生物学问题。”
这项研究发现了许多以前未知的参与胰腺癌的基因,包括FOXP1,它是用转座子在被研究的49只癌症小鼠中在非常高的频率下碰撞出的。在FOXP1的诱导下,肿瘤从胰腺扩散到其他器官,提示该基因推进的癌症进展。这一发现证实了当研究者着眼于人体样本时,发现高水平的FOXP1基因产物在肿瘤已发生转移。
在很多小鼠中,转座子被插入非编码区域的基因组。这些插入精确地找到参与致癌基因调控的增强区域。此外,与人类相似的是,小鼠在胰腺癌上有很多不同亚型,这不仅具有独特的微观形貌,也表现出不同的临床行为。这研究发现分子过程负责触发这些癌症亚型的形成。
研究者们现在能够更密切地观察这项研究发现的胰腺癌基因,胰腺癌已经被认为到2030年将成为第二大癌症死亡原因,所以希望通过本研究发现治疗本病有效的药物。实验室也开始使用这种技术研究在其他组织中的肿瘤。
Reference:
A conditional piggyBac transposition system for genetic screening in mice identifies oncogenic networks in pancreatic cancer, Rad R, et al., Nature Genetics, DOI:10.1038/ng.3164, published online 8 December 2014.
Source: Wellcome Trust Sanger Institute