來源：生物通
一項突破性的表觀遺傳學研究分析了各種癌症的170萬個細胞，揭示了對癌症進展至關重要的獨特DNA啟用模式。該研究為預後指標和潛在的靶向治療策略提供了新的見解。
每個細胞透過解讀基因中的遺傳資訊來合成自己的蛋白質。突變，即這些資訊的改變，可以損害受影響蛋白質的功能。在學中，這被認為是癌症的遺傳學。然而，在過去的幾十年裡，一個新的領域出現了:癌症的表觀遺傳學。
癌症的表觀遺傳變化
表觀遺傳修飾不會改變資訊，但會短暫地改變細胞讀取自身基因併產生相關蛋白質的能力。有一個巨大的表觀遺傳程式以這種方式控制著細胞的一般工作，當它被改變時，它可能會把它放在惡性轉化的起跑線上。
有沒有一種方法可以追蹤這些變化並瞭解癌症轉移的表觀遺傳學?
癌症分析的突破性研究
一個國際研究小組已經開始解開這個期待已久的里程碑。在這項力作中，他們分析了來自11種不同癌症型別的205名患者的225份原發和轉移性樣本中的170萬個細胞。
對於每個細胞，研究小組獲得了完整的轉錄組、外顯子組和表觀基因組。這幾乎涵蓋了所有的基因突變、基因可及性及其後果。利用巨大的計算能力，他們可以推斷出每個被分析細胞的整體功能狀態，並將其與特定的癌症型別聯絡起來。
發表在著名科學雜誌《自然》(Nature)上的這項研究結果表明，DNA中的許多區域以癌症特異性的方式被不同地啟用或滅活，為每種腫瘤創造了一個特徵。這些差異與癌症的進展有關，其中許多與已經確定的癌症特徵相對應，即細胞必須經歷的惡性步驟。
這篇文章的主要內容是研究染色質可接入性在基因表達和細胞身份調控中的重要作用，以及這種可接入性變化如何影響癌症的發生、發展和轉移。文章指出，儘管遺傳物質對癌症發展的貢獻已經被廣泛研究，但表觀遺傳驅動因子的理解仍然不足。
為了更深入地理解這一問題，作者構建了一個泛癌表觀遺傳和轉錄組圖譜。這個圖譜使用了來自225個樣本的單細胞核染色質可接入性資料，以及來自206個樣本的匹配單細胞或單細胞核RNA測序表達資料。這些資料涵蓋了超過100萬個細胞，透過分析可接入染色質區域、轉錄因子基序和調控元的富集情況，作者識別出了與癌症轉移相關的表觀遺傳驅動因子。
這些表觀遺傳驅動因子有些在多種癌症中都有出現，例如ABCC1和VEGFA的調控區域，GATA6和FOX家族的基序；而有些則特定於某種癌症，例如FGF19、ASAP2和EN1的調控區域，以及PBX3基序。在表觀遺傳改變的路徑中，TP53、缺氧和TNF訊號與癌症的起始有關，而雌激素反應、上皮-間質轉化和頂端連線則與轉移過渡有關。此外，文章還揭示了增強子可接入性與基因表達之間的顯著關聯，並發現了表觀遺傳和遺傳驅動因子之間的合作。
Josep Carreras白血病研究所(IJC-CERCA)的組長Eduard Porta博士是該小組的一員，他在分析大量生物資料方面的經驗做出了貢獻。
表觀遺傳變化是癌症的驅動因素
根據這篇新發表的文章，DNA水平上的表觀遺傳變化是癌症的潛在原因。特別是增強子區域的可及性，這是一種同時作用於許多基因的主要調控因子。
綜合起來，這些結果彙集成一個簡短的基因列表，可以用作預後好壞的標記，對患者的臨床管理有價值的資訊。
該分析還確定了這些重要基因的細胞通路，使追蹤它們之間的遠距離相互作用成為可能。有時，受影響的基因是如此基本，以至於不可能直接給它們用藥而不產生副作用，但是，瞭解了完整的途徑，研究人員可能會制定策略，針對鏈條中最薄弱的環節，最大限度地提高治療效益，同時最大限度地減少不良影響。
這篇文章非常引人注目，其研究目標是揭示癌症轉移過程中的表觀遺傳驅動因子，這是一個非常重要且複雜的問題。文章使用單細胞核染色質可接入性資料以及配對的單細胞或單細胞核RNA測序表達資料，構建了泛癌表觀遺傳和轉錄組圖譜，這是一個創新且技術難度大的研究方法。透過分析超過100萬個細胞的可接入染色質區域、轉錄因子基序和調控元，作者識別出了與癌症轉移相關的表觀遺傳驅動因子。
作者透過對大量資料的深入挖掘，找到了與癌症轉移相關的表觀遺傳驅動因子，為理解癌症的發生發展提供了新的視角。其次，文章的方法新穎，使用單細胞核染色質可接入性資料和RNA測序表達資料構建泛癌表觀遺傳和轉錄組圖譜，這在當前的研究領域是比較前沿的方法。
雖然作者發現了一些表觀遺傳驅動因子與癌症轉移相關，但是沒有進一步驗證這些驅動因子的功能性作用，未來的研究可以在這個方向上進行深入。
總的來說，這篇文章透過構建泛癌表觀遺傳和轉錄圖譜，提供了對癌症轉移過程中表觀遺傳變化的全面理解。文章識別出的表觀遺傳驅動因子有助於進一步揭示癌症的發生和發展機制。這個圖譜為未來研究癌症轉移過程中的表觀遺傳動態變化奠定了基礎。
參考文獻
Epigenetic regulation during cancer transitions across 11 tumour types
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