科學(xué)家設(shè)計新的“分子時鐘”用于癌癥發(fā)生風(fēng)險的預(yù)測

組織細(xì)胞的分裂速度與該組織的癌癥發(fā)生風(fēng)險高度相關(guān)，多種癌癥風(fēng)險因素，包括炎性反應(yīng)等，可以通過對細(xì)胞分裂速度的改變進(jìn)而顯著影響癌癥發(fā)生的風(fēng)險。10月3日，來自中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院計算生物學(xué)研究所與英國倫敦大學(xué)學(xué)院的科研人員在《基因組生物學(xué)》（Genome Biology）雜志上合作發(fā)表一項(xiàng)最新研究成果，表明生命周期中細(xì)胞分裂導(dǎo)致的DNA分子變異積累可以被用于癌癥發(fā)生風(fēng)險的預(yù)測。

該研究由計算生物學(xué)所研究員、英國倫敦大學(xué)學(xué)院教授Andrew Teschendorff領(lǐng)導(dǎo)完成。該項(xiàng)目利用計算建模的方法設(shè)計了一個“分子時鐘”，并利用這個“分子時鐘”對個體特定組織生命周期中細(xì)胞分裂的次數(shù)進(jìn)行估算。項(xiàng)目研究人員針對一種只在DNA特定序列上發(fā)生的修飾，即DNA甲基化修飾，設(shè)計出依據(jù)DNA甲基化修飾變異的“有絲分裂時鐘”運(yùn)行節(jié)律。

已有的研究表明，基因組特定位點(diǎn)的DNA甲基化會隨著個體生理年齡的增加而積累，這一發(fā)現(xiàn)表明可利用這一“分子時鐘”對個體年齡進(jìn)行精確預(yù)測。然而，同一個體中不同器官組織雖然具有相同的生理年齡，但卻具有不同的癌癥發(fā)生風(fēng)險，因此該基于DNA甲基化的早期“時鐘”無法用于癌癥發(fā)生的風(fēng)險預(yù)測。Teschendorff研究組通過檢測基因組不同位點(diǎn)的DNA甲基化水平，構(gòu)建了一種新的“分子時鐘”用于預(yù)測組織干細(xì)胞的分裂次數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，癌癥細(xì)胞的有絲分裂節(jié)律明顯加速，該現(xiàn)象同樣發(fā)生于包括乳腺及肺等多種組織癌前病變過程中，提示基于這種新的“分子時鐘”研究可用于癌癥發(fā)生風(fēng)險的預(yù)測。更為重要的是，吸煙人群相關(guān)組織有絲分裂時鐘的運(yùn)行節(jié)律也發(fā)生了顯著加速，進(jìn)一步印證了癌癥風(fēng)險因素與其介導(dǎo)的分子時鐘節(jié)律加速之間的相關(guān)性。

這一重要發(fā)現(xiàn)揭示了對相應(yīng)細(xì)胞類型DNA甲基化水平進(jìn)行檢查可用于癌癥的風(fēng)險預(yù)測及相關(guān)早期檢測方法的開發(fā)。未來一個重要的潛在應(yīng)用領(lǐng)域是檢測癌前病變?nèi)巳貉褐械挠坞xDNA及其甲基化修飾變異，進(jìn)而評估其有絲分裂運(yùn)行節(jié)律，從而為癌癥發(fā)生做出預(yù)警。

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