基础医学

染色体外小环状DNA(EccDNA)在进化和癌症中的主要功能

作者:佚名 来源:生物谷 日期:2021-09-16
导读

         染色体外环状DNA(EccDNA)是一种起源于染色体但可能独立于染色体的环状DNA。由于技术的进步,eccDNA最近已经成为具有多种特性的多功能分子。EccDNA独特的拓扑结构和遗传特性为癌症的监测、早期诊断、治疗和预测提供了新的思路。EccDNA通常在正常细胞和癌细胞中观察到,并且通过对外源性和内源性刺激的应激反应,衰老和癌发生以及癌症治疗期间的耐药性的不同机制起作用。 EccDNA的结构多样

关键字:  染色体 |  | 小环状DNA 

        染色体外环状DNA(EccDNA)是一种起源于染色体但可能独立于染色体的环状DNA。由于技术的进步,eccDNA最近已经成为具有多种特性的多功能分子。EccDNA独特的拓扑结构和遗传特性为癌症的监测、早期诊断、治疗和预测提供了新的思路。EccDNA通常在正常细胞和癌细胞中观察到,并且通过对外源性和内源性刺激的应激反应,衰老和癌发生以及癌症治疗期间的耐药性的不同机制起作用。

        EccDNA的结构多样性决定了eccDNA的功能和数量的多样性,从而通过驱动染色体外位点的遗传可塑性和异质性,赋予eccDNA在进化和癌症发生发展中的强大作用,而这在近几十年的进化过程中被忽视了。EccDNA在癌症中显示出巨大的潜力,本文综述了eccDNA的特点、生物发生、评价功能、作用机制、相关方法和临床应用,重点介绍了eccDNA在进化和癌症中的作用。

        图片来源:https://doi.org/10.1186/s12943-021-01413-8

        染色体外环状DNA(EccDNA)是指起源于染色体的环状DNA,但一旦产生,这些DNA很可能独立于染色体DNA。1964年Alix Bassel和Yasuo Hoota首先发现了位于细胞核内的eccDNA,被称为双分钟(Dms)。Eccdna最初是通过核型鉴定为独立于染色体存在于癌细胞中的dna,但由于技术的进步,特别是下一代测序和生物信息学的进步,eccna已经成为一种新的分子,其众多的特征和功能被发现。

        EccDNA的长度足以容纳它们自己的复制起点,能够编码氨基酸,并且已经在肿瘤组织中观察到,在癌症治疗中,它们最常含有癌基因或与耐药相关的基因。EccDNA的其他功能,如在衰老和异质性中的功能,以及可能的作用,包括剂量补偿,已经逐渐被发现。已知癌细胞内的基因型多样性和基因组可塑性受到基因组不稳定和基因组改变的影响。EccDNA可以通过其多样性(包括结构,功能和数量多样性)快速重塑基因组,从而有效地推动癌症和生命的进化。

        ECcDNA的起源和类型

        图片来源:https://doi.org/10.1186/s12943-021-01413-8

        ECCDNA发挥多种作用,包括细胞基因型、异质性和对环境因素的适应,如生活方式、营养和压力。因此,肿瘤和配对标本中肿瘤特异性eccDNA的特征可能有助于这些疾病的诊断和预后。最近的研究表明,eccDNA的大小分布,末端位置,末端基序和表观遗传特征有助于追踪它们的起源。EccDNAs,包括那些大于2 kb,可以作为细胞外释放自由从健康的和不健康的细胞dna生物流体在不同的情况下,可以作为新型生物标志物摆脱癌症的早期检测的新见解,对药物治疗的反应的监测和癌症生存。

        根据eccDNA的拷贝、序列、结构和功能的差异,作者总结了eccDNA在癌症中的潜在临床应用。然而,识别具有不同功能的特定eccDNA需要额外的研究,这依赖于新的工具和方法创新。由于eccDNA的发现和深入研究是测序技术面临的挑战,目前还不能区分eccDNA和染色体DNA,因此eccDNA的功能和相关机制以及相关的方法学应引起更多的关注。(生物谷Bioon.com)

        参考文献

        Xiaoxuan Ling et al. Small extrachromosomal circular DNA (eccDNA): major functions inevolution andcancer. Mol Cancer. 2021 Sep 3;20(1):113. doi: 10.1186/s12943-021-01413-8.

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