Nature子刊：ecDNA助力膠質瘤細胞適應微環境

來源：作者：人氣：-發表時間：2025-06-18 11:05:00【大中小】

摘要：研究發現，對染色體附近的遺傳物質進行特征分析，可以預測突變的致癌基因如何重塑DNA并改變腫瘤微環境。

膠質瘤是出了名的復雜，其中膠質細胞、腫瘤干細胞以及體細胞突變分布在不同區域內。繪制基因組和轉錄組改變的空間結構有助于人們了解這些高度異質性腫瘤內的分子過程。

南加州大學和希望之城醫療中心的研究人員近日首次發現，對染色體附近的遺傳物質進行特征分析，可以預測突變的致癌基因如何重塑DNA并改變腫瘤微環境。

圖1 解析膠質瘤中雜合性缺失和染色體外DNA的空間性亞克隆基因組異質性

這項研究成果于6月13日發表在《Nature Communications》雜志上。這項前沿的腦癌研究為精準醫療奠定了基礎，讓腫瘤科醫生能夠為癌癥患者提供更加個性化的治療。

染色體外的微小DNA分子一度被忽視，但過去十年的研究表明，這些被稱為染色體外DNA（ecDNA）的環狀結構能夠促進癌癥發展。

共同通訊作者、希望之城轉化科學系主任David Craig博士表示：“我們的研究為不同ecDNA之間的相互作用提供了新的見解。重要的是，當ecDNA和致癌成分普遍存在時，腫瘤微環境會變得缺氧。這種缺氧狀態與癌癥進展、治療耐藥和預后不良有關。”

將空間轉錄組學與基因組數據相結合，研究人員可以鑒定腫瘤中有共同祖先但獲得額外突變的細胞群。探究它們在空間上是如何分布的，有助于了解腫瘤的演化過程。

研究人員對十幾例膠質瘤樣本進行了批量細胞RNA測序、腫瘤/正常DNA測序和空間轉錄組學分析。通過對實驗隊列和驗證隊列的分析，他們能夠識別出腫瘤微環境的共同特征和獨特特征，并開發出一個綜合分析框架，供他人使用。

圖2 膠質瘤發現隊列 A 體細胞突變概覽

他們在4例膠質瘤中檢測到局灶性擴增的ecDNA，其中2例EGFR擴增的IV級膠質母細胞瘤存在亞克隆腫瘤異質性。在1例TP53突變的膠質母細胞瘤中，他們檢測到EGFR擴增的亞克隆，并伴有17號染色體雜合性缺失。

研究人員認為，ecDNA促進膠質瘤的發展、遺傳不穩定性以及單個腫瘤內不同腫瘤細胞群的形成，使癌癥更難被消除。

ecDNA的動態性質可能是使癌細胞能夠適應并重編程其基因組，進而推動腫瘤的進展，以應對其微環境的變化，包括治療引起的變化。

“我們現在已經證明了癌細胞如何動態地重編程其基因組，以控制和響應腫瘤微環境。通過揭示這些機制，我們有望針對每位患者的獨特生物學特性進行更精確、更有效的治療，” Craig博士說。

參考資料

[1] Resolving spatial subclonal genomic heterogeneity of loss of heterozygosity and extrachromosomal DNA in gliomas


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此文關鍵字：ecDNA 膠質瘤細胞

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