学术经纬

癌症诊断新突破!《科学》:这种被忽略的成分可预测肿瘤侵袭性

图片▎药明康德内容团队编辑

癌细胞最显著的特征之一是快速且无序的细胞增殖,这也对基因复制速度提出了很高的要求。过往研究发现癌细胞分裂越快,基因转录输出以及超转录现象会全局性地增加,并且该现象与患者预后不良具有联系。

在近期的《科学》杂志上,来自得克萨斯大学的研究者发现,参与转录过程的组蛋白基因极大地影响了癌细胞的基因复制速度。而与转录密切相关的RNA聚合酶II (RNAP II)的水平越高,癌细胞则更可能发生了过度增殖。研究还表明,RNAP II的水平也可以用于预测肿瘤的侵袭性和复发风险。因此可以借助RNAP II来研发一种新的癌症诊断和预后分析工具,进一步提升肿瘤治疗效果。

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在过去,对组蛋白基因分析的难点在于组蛋白RNA的结构非常特殊,已有的RNA测序技术无法有效检测组蛋白RNA,这也让许多肿瘤研究忽略了组蛋白基因的影响。

而新研究的突破得益于一项名为“靶向可及染色质切割”(CUTAC)的技术,该技术能够利用福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)样本更好地研究基因表达。FFPE样本是长期保存组织活检样本的常用方法,但随着时间的推移,样本中的RNA会逐渐降解,导致基因表达数据的质量下降。此外,组蛋白RNA的特殊结构进一步提升了测序难度。而CUTAC技术通过聚焦于RNAP II结合的小片段DNA非编码序列,可以直接从DNA中测量基因转录活性,从而克服了这些问题。

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图片来源:123RF
研究人员利用CUTAC技术对36例脑膜瘤患者的FFPE样本进行了分析,并结合了近1300个公开的临床数据样本和相应的临床结果。他们发现RNAP II在组蛋白基因上的信号能够可靠地区分癌症样本和正常样本。研究者发现,肿瘤样本中组蛋白基因的表达水平可能在过去被大大低估了。癌细胞的快速增殖会导致组蛋白表达量显著升高,引起超转录来满足细胞复制和分裂的额外需求。
除了区分肿瘤和健康样本,研究者还能够借助CUTAC技术来预测肿瘤的侵袭性,比如RNAP II信号还与脑膜瘤的临床分级相关,能够准确预测肿瘤的快速增殖、复发和基因染色体丢失的趋势。研究团队计划在更多的癌症FFPE样本中测试CUTAC技术的效果,进一步确认新技术的适用范围。这种在过去被忽略的肿瘤发生变化,可能在未来带来一种全新的癌症诊断策略。
参考资料:
[1] Steven Henikoff et al. ,RNA polymerase II at histone genes predicts outcome in human cancer.Science387,737-743(2025).DOI:10.1126/science.ads2169

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