约翰霍普金斯大学医学的科学家表示,他们对20多名由异常短端粒或染色体末端缩短的重复DNA序列引起的过早衰老综合征患者进行了200年的研究,可能会颠覆长期以来的科学教条,并解决关于短端粒如何以及是否导致癌症风险的相互矛盾的研究。
这项研究有可能指导短端粒综合征患者的治疗和癌症筛查,发表在10月<>日的《癌细胞》杂志上。
几十年来,动物模型和细胞的一些研究已经将极短端粒的存在与染色体的不稳定性联系起来,染色体是容纳基因的X形结构。这种不稳定性是癌细胞的共同特征。
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这项新研究表明,染色体不稳定可能不是患有短端粒综合征的人容易患某些类型实体癌的风险很小但增加的原因。相反,研究人员表示,这些患者的癌症易感性可能与衰老,死亡或过早消失的免疫系统细胞有关。
“这项研究强化了随着年龄的增长,免疫系统在监测我们的细胞癌症方面是多么重要,”约翰霍普金斯金梅尔癌症中心肿瘤学教授兼端粒中心主任Mary Armanios博士说,约翰霍普金斯大学医学院遗传医学,分子生物学和遗传学以及病理学教授。
端粒会随着年龄的增长而自然缩短。端粒高度截短的人 - 等于或低于人类端粒长度的第10个百分位数 - 具有一些过早衰老的特征。例如,他们的头发在年轻时变白,并且比大多数人更早地发展出肺纤维化或肺部疤痕。
虽然短端粒综合征相对罕见,但据估计,大约 50% 的最常见肺纤维化患者端粒短。
在这项新研究中,Armanios和儿科肿瘤学家Kristen Schratz医学博士跟踪了226年至2003年期间在约翰霍普金斯医院和美国其他医院看到和诊断的约2022名患有短端粒综合征的人。超过一半的参与者是男性,到研究结束时,他们的中位年龄为50岁。
在过去的二十年中,该组中有35人(15%)患上了癌症,几乎都是在成年期发现的。<>人患有血癌,骨髓增生异常综合征或急性髓系白血病,这两种疾病长期以来都与短端粒综合征有关。
在这35人中,14人发展了16个实体瘤,其中14个是鳞状癌,包括口腔,肛门和皮肤的癌症,这些癌症也可能在免疫系统受到抑制的人群中发展。这些癌症中有一半是早期诊断并通过手术切除的。
“如果短端粒助长基因组不稳定,癌症的数量低于预期,而这些癌症不是你在患有模仿过早衰老的综合征的人中所期望的癌症类型,”Armanios说。
此外,大多数发生实体瘤的患者(13例中的14例)是男性,端粒短的男性倾向于发展这些肿瘤的分子原因值得进一步研究,Armanios说。
在20年的时间里,人口统计数据表明,研究中的226人应该经历过大约19例最常见的致命癌症,主要与衰老有关,包括肺癌,结肠癌,胰腺癌,肾癌,膀胱癌和子宫癌。
研究人员对八种鳞状癌的全基因组进行了测序,以寻找染色体的不稳定性,发现染色体的任何部分都没有与其他染色体融合或交换,这是染色体不稳定的主要标志。“事实上,这些癌症似乎比没有短端粒综合征的人中出现的类似鳞状癌具有更少的染色体不稳定性,”Armanios说。
更仔细地观察14名鳞状癌患者的免疫系统,12名患者的T细胞水平比人的中位数范围低几个标准差。
在一组经过基因工程改造为端粒短的小鼠的一组相关实验中,研究人员发现了少量的抗癌免疫细胞,与端粒短的人的水平相似。端粒短的小鼠不能长期抵抗植入的癌症,也不能有效地将T细胞募集到肿瘤部位。
“我们的数据表明,端粒短的人患大多数癌症的发病率可能较低,一些癌症发生在一小部分,”Armanios说,他补充说,短端粒可能不会破坏人们的基因组,但在极少数情况下,会影响T细胞扩展和维持记忆的能力长期对抗癌症。
Armanios说,这些发现将有助于医生将癌症筛查靶向端粒短的高风险个体,并避免将他们暴露于过量的免疫抑制药物中,这些药物已知会增加感染风险。
除了Armanios和Schratz之外,参与这项研究的其他研究人员还有来自圣裘德儿童研究医院的Diane Flasch,Wentao Yang和Jinghui Zhang;宾夕法尼亚大学的罗伯特·冯德海德;以及来自约翰霍普金斯大学的克里斯汀·阿提克、佐伊·科斯纳、阿曼达·布莱克福德、达斯汀·盖博、帕兹·维兰基、向志敏、瓦莱里娅·盖辛斯卡娅和丽莎·鲁珀。
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