疾病或暴露于危險化學(xué)品引起的慢性炎癥長(cháng)期以來(lái)一直認為與癌癥相關(guān),但究竟這個(gè)過(guò)程如何發(fā)生仍不清楚?,F在,麻省理工學(xué)院的科學(xué)家破獲慢性炎癥導致癌癥的確切機制—免疫系統為了抵抗感染,自行創(chuàng )建DNA突變。這個(gè)發(fā)現或將改變或完善預防腫瘤的靶標。這篇文章發(fā)表在最近的PNAS。
多達五分之一的癌癥被認為是由炎癥促進(jìn)或引起,包括間皮瘤,長(cháng)期暴露于石棉出現炎癥后引起的肺癌,炎性腸道疾病史后的結腸癌。炎癥是機體對入侵的病原體或潛在的有害刺激出現的先天反應的之一。免疫系統攻擊入侵者時(shí),使用一些能中和它們的分子,包括過(guò)氧化氫,一氧化氮和次氯酸。然而,這些分子也可以引起感染部位周?chē)慕】到M織損傷。
麻省理工學(xué)院的其他幾位教授PeterDedon,StevenTannenbaum,GeraldWogan,和JamesFox在之前的工作中已經(jīng)發(fā)現,當小鼠感染肝螺桿菌后,發(fā)炎組織的DNA出現了非常多的一種結構損害,被稱(chēng)為5-chlorocytosine(5ClC)。這種損害,是正常DNA堿基胞嘧啶的損壞形式,是由免疫系統成分—活性分子次氯酸引起的。而且它在DNA中非常持久,這意味著(zhù)我們并沒(méi)有DNA修復系統除掉他們。一旦它們誘變,或將變成會(huì )引發(fā)癌癥的病變。
胃腸腫瘤的DNA測序顯示了兩個(gè)類(lèi)型的突變:胞嘧啶(C)堿基變?yōu)樾叵汆奏ぃ═)堿基,腺嘌呤(A)堿基變?yōu)轼B(niǎo)嘌呤(G)堿基。由于5ClC之前尚未被認為一個(gè)潛在的突變,研究人員決定深入調查,確認它是否真是突變。
使用研究員開(kāi)發(fā)出的一種技術(shù),他們首先將5ClC安插在細菌病毒基因組的特定位點(diǎn),然后復制細胞內的病毒。復制后,研究人員發(fā)現,胞嘧啶堿基正常情況會(huì )與鳥(niǎo)嘌呤配對,而5ClC在這里卻出現5%與腺嘌呤配對。這個(gè)5%的頻率已經(jīng)是一個(gè)足夠產(chǎn)生突變的頻率。此外,研究人員推測次氯酸也會(huì )損傷在核苷酸庫內的胞嘧啶(核苷酸庫儲備核苷酸,用于細胞DNA復制)。
為了確認5ClC在人類(lèi)DNA中是突變,研究人員使用各種不同類(lèi)型的聚合酶,復制含有5C1C損傷的DNA,包括人的DNA聚合酶。在各種情況下,研究人員都發(fā)現了5ClC是的確是突變,并且使細胞出現相同類(lèi)型的突變。這也間接證明了這種現象實(shí)際上會(huì )發(fā)生在含有高水平5ClC的人體細胞。
更重要的是,5ClC的C到T的堿基突變特點(diǎn)是非常普遍的,存在于50%以上的與癌癥有關(guān)的突變印跡。本文主要資深作者BogdanFedeles表示:“我們相信,炎癥誘發(fā)的DNA損傷中,許多C到T的堿基突變是通過(guò)5ClC引起。”實(shí)際上炎癥性腸病患者的組織樣品就出現了顯著(zhù)的5ClC水平。研究人員預測,損傷的積累會(huì )增加細胞的突變率高達30倍。
這篇研究揭示了慢性炎癥和癌癥發(fā)展的新的關(guān)聯(lián)機制。免疫系統為了擊退感染,帶來(lái)的“副作用”真是不容小覷。