癌细胞获得遗传变化,使它们能够不受限制地生长和增殖。Dana-Faber癌症研究所的研究人员及其同事现在发现了癌细胞与正常细胞之间的另一个区别。该团队分析了包含数千个癌症DNA样本的公共数据集。他们的结果表明,X染色体(chrX)失活(XCI),即女性(XX)细胞中两条X染色体之一失活的过程,也可能发生在男性癌症中。在大约4%的男性癌症样本分析中发现了XIST(负责关闭X染色体上基因表达的基因)的高表达。研究人员表示,未来的研究可能最终指向新的治疗靶点。
SrinivasViswanathan,MD,PhD,Dana-Farber癌症研究所的癌症遗传学家和医学肿瘤学家,是该团队在CellSystems上发表的论文的资深作者,该论文题为“男性人类癌症中的体细胞XIST激活和X染色体失活的特征”。”
这组作者指出,非编码RNAXIST的表达对于在雌性哺乳动物的早期发育过程中启动X染色体失活至关重要。“在正常女性中,XIST表达通过沉默两个chrX拷贝之一来实现两性之间的剂量补偿。”虽然XIST通常被认为是女性独有的转录本,但它也存在于男性的生殖细胞和具有额外X染色体的个体中。Viswanathan解释说,“为了平衡两性之间的基因表达,在正常发育过程中,女性X染色体的一个副本在人体中随机失活。
虽然XIST可能在所有性别的早期发育中都有表达,但X失活被认为是发育后期的女性特有过程。之前也有研究表明,一些女性癌细胞可能会失去关闭其中一条X染色体的能力,从而导致X连锁基因表达增加。X失活仍主要在雌性细胞中进行研究。
作者着手研究XCI是否也可能发生在癌细胞中。Viswanathan评论说:“我们想知道正常发育过程中发生的这一过程是否会在遗传不稳定的雄性或雌性癌细胞中出现问题。”
通过对包含来自世界各地癌症患者的数千个DNA样本的公开数据集的分析,研究人员在大约4%的男性癌症样本中发现了XIST表达,并在一些女性癌症样本中发现了XIST表达缺失。“我们对多个癌症数据集的分析表明,XIST失调,包括其在男性癌症中的表达和女性癌症中的缺失,是人类癌症的一种低频但反复发作的特征,”他们写道。
在确定的4%异常男性癌症样本中,74%来自已显示X染色体失活的生殖系统癌症,但剩下26%的样本来自其他癌症类型。这些包括肝癌、脑癌、皮肤癌、心脏癌、肺癌和甲状腺癌。“我们的结果表明XIST在广泛的男性癌症中表达并活跃,”研究人员表示。“其中一些癌症显示出XCI的特征,包括基因表达沉默、染色质可及性降低以及X染色体上DNA甲基化增加,这表明发育受限的女性特异性XCI程序可以在男性癌症中进行体细胞访问。”
“我们对这个结果感到非常惊讶,因为XIST是通常用于对女性癌症进行分类的转录本,因此我们想确保这不仅仅是错误注释的结果。然而,我们确实看到一些不同亚型的男性癌症激活XIST并显示X失活的特征,”Viswanathan说。
“我们必须意识到使用这些类型的数据集的注意事项。这些样本已经掌握在许多人手中,人为错误的空间更大,”共同通讯作者、达纳-法伯癌症研究所癌症生物学家张成中博士说。“这对我们来说是最大的不确定性来源;我们必须在如何看待数据和寻找控制方面具有创造性。”
为什么会出现这种现象,一个可能的解释是遗传不稳定性。癌症通常有多个染色体拷贝,如果两个X染色体恰好在一个细胞中,那么可能有必要通过激活XIST来使其中一条染色体失活,无论该细胞是女性还是男性个体。
“另一种可能性是X染色体上有一些重要的基因,当它们被沉默时,就会使癌症生长。我们将在未来的研究中对此进行调查,”Viswanathan说。“在某些方面,性别是最终的生物标志物,因为它可以细分人群,但我们通常不会考虑性别之间的遗传差异如何影响癌症预后或对治疗的反应。”
在他们的报告中,研究人员得出结论:“进一步研究在某些癌症中诱导XIST表达的信号、生理和癌症相关XCI之间的差异,以及对癌细胞适应性的功能性影响,可能会阐明治疗干预的潜在目标。”