Science：健康組織中的基因突變更加常見！

已知癌症是由DNA突變引起的。然而直到現在，關於突變如何隨著時間推移在健康組織中積累我們卻知之甚少。上周發表在《Science》上的一項新研究就此問題提供了新的細節。

隨著我們年齡的增長，細胞分裂次數變多，突變也隨之累積。這些發生在正常組織中的突變，被稱為「體細胞突變」。

因為癌症是基因突變積累的結果，因此了解這些突變是如何隨著時間累積的對於理解癌症起源來說非常重要。

這種緩慢的逐漸積累的突變可能也是衰老過程的一個重要部分。然而迄今為止，科學家們仍很難精確描述出體細胞的行為方式，這主要限於技術原因。

這篇新研究首次深入研究了細胞是如何在健康組織中發生變異和相互競爭的。

描繪健康細胞中的基因突變

在該研究中，來自Wellcome Sanger研究所和劍橋大學MRC癌症研究所的研究人員對9名年齡在20-75歲的健康志願者的食道進行了組織取樣。這些人都沒有食道癌或其他疾病史。

圖片來源：Wellcome Sanger Institute, Genome Research Ltd

接下來，研究人員進行全基因組測序以繪製這些健康樣本中突變細胞的存在。他們意外地發現，20多歲人的每個細胞中至少攜帶數百個突變。對於年齡更大的人來說，這一數字上升至2000。然而，研究人員發現，只有特定基因的變化才會產生顯著影響。

某些基因中的突變使這些細胞具有競爭優勢，也就是說，當它們分裂時，會在與沒有這種突變細胞的競爭中取得優勢，並定植大片組織，於是就形成了突變細胞積聚。

人到中年時，健康食道中超過一半的細胞可能攜帶癌症基因突變。

研究負責人之一Phil Jones教授說：「在顯微鏡下，來自於健康個體（沒有癌症跡象）的食道組織看起來完全正常。在對基因進行分析之後，我們驚訝地觀察到健康食道組織的細胞中也充滿了突變。在人到中年時，可能體內的突變細胞比正常細胞還要多。」

圖片來源：Wellcome Sanger Institute, Genome Research Ltd

探究與癌症相關的基因

研究人員發現，在幾乎所有食道癌中都存在的一種突變基因——TP53，已經在5-10%的正常細胞中發生了突變。這表明，癌症的發生來源於這一小部分突變細胞。

圖片來源：《Science》

此外，他們還對另外一種名為NOTCH1的基因產生了興趣。NOTCH1在細胞分裂中至關重要。人到中年時，幾乎一半細胞都有這種基因突變。

圖片來源：《Science》

事實上，健康組織中NOTCH1突變比食管癌更為常見。這就對基因在癌症中的作用提出了新的疑問：與主流觀點相反，NOTCH1基因突變可能會預防癌症。

共同第一作者Jo Fowler博士說：「多年來，我們已經對癌症基因組進行了測序，並在患者之間尋找常見的突變基因。我們認為常見的基因突變正是導致癌症的原因。然而，現在我們已經觀察了正常的組織，並驚訝地發現，NOTCH1基因突變在正常細胞中比在癌症細胞中更加普遍，而我們之前一直認為NOTCH1基因與食道癌相關。這可能改變研究人員深入研究腫瘤形成或生長的方式。」

Jo Fowler博士說：「這些結果表明，科學家可能需要根據正常組織的測序重新思考一些癌症基因的作用。

目前的研究為食管癌的起源提供了新的思路。事實上，「健康的」食道被證明是一個密集的突變細胞網路，攜帶著與癌症相關的基因突變，這可能會促使研究人員將焦點轉向新的方向。

這一發現為我們的細胞在衰老過程中如何發育提供了新的線索。作為共同通訊作者，Wellcome Sanger研究所的Inigo Martincorena博士說：「值得注意的是，到目前為止我們還沒有意識到這種現象的嚴重程度。這也提出了許多關於這些突變如何導致衰老和其他疾病的問題，為未來的研究開闢了新的途徑。」

英國癌症研究中心的首席科學家Karen Vousden教授認為，作為癌症研究人員，我們不能低估研究健康組織的重要性。這項研究讓我們更接近於在正常組織中尋找線索，幫助我們識別出患病風險更高的個體。

來源：中國生物技術網

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