遺傳、表觀遺傳和環境輸入是緊密交織在一起的,因此很難將它們各自對細胞命運決定的貢獻分開8,而表觀遺傳重編程是腫瘤可塑性和適應性的主要貢獻者。
盡管癌癥的發生和發展通常與體細胞突變的積累有關,但大量的表觀基因組改變,是腫瘤發生和癌癥易感性的許多方面的基礎,這表明遺傳機制可能不是惡性轉化的驅動因素。然而,擺脫突變的影響,僅憑非遺傳機制就能啟動腫瘤發生,是未知的。
近日,發表在《Nature》上,證明了Polycomb蛋白介導的轉錄沉默的短暫擾動,足以誘導果蠅不可逆地轉變為癌細胞的命運。
Polycomb group (PcG)蛋白是形成兩類主要復合物Polycomb repression Complex 1和2(分別為PRC1和PRC2)的表觀遺傳因子,從果蠅到人類都高度保守,并在整個發育過程中通過抑制發育基因在細胞記憶中發揮關鍵作用。PcG失調導致細胞命運改變、發育轉變,并與癌癥相關。PRC2沉積H3K27me3抑制標記,而PRC1在果蠅中包含PH、PC、PSC和SCE亞基,負責H2AK118Ub沉積。與哺乳動物的冗余性相比,果蠅的大多數PcG成分都是由單個基因編碼的,這使得該系統更容易用于功能研究。
這與驅動腫瘤發生的基因的不可逆抑制有關,包括JAK-STAT信號通路成員和zfh1, ZEB1癌基因的蒼蠅同源物,其異常激活是Polycomb擾動誘導的腫瘤發生所必需的。這些數據表明,在沒有驅動突變的情況下,Polycomb蛋白的可逆耗竭可以誘發癌癥,這表明腫瘤可以通過表觀遺傳失調出現,導致細胞命運改變的遺傳。
該研究中,涉及許多DNA、RNA相關實驗。在分子實驗室中,需要定期對實驗環境進行清潔,保障分子實驗不會有雜質DNA、RNA以及核酸酶的污染。德國MB公司生產的PCR Clean,高效清除核酸污染。