瑞士路德维希癌症研究所的Douglas Hanahan在2022年1月的《Cancer Discovery》杂志发表评论,阐述人类癌症的印记,即癌症的功能特征的研究进展。
——摘自文章章节
【Ref: Hanahan D, et al. Cancer Discov. 2022 Jan;12(1):31-46. doi: 10.1158/2159-8290.CD-21-1059.】
瑞士路德维希癌症研究所的Douglas Hanahan在2022年1月的《Cancer Discovery》杂志发表评论,阐述人类癌症的印记(hallmarks of cancer),即癌症的功能特征的研究进展。
作者指出,癌症的印记指人类细胞从正常状态进入肿瘤状态时获得的一系列功能。发展这些功能对于形成恶性肿瘤至关重要。人类癌症是多步骤过程的产物,这些功能的获得可能以某种方式映射肿瘤发病机制的不同步骤。最初作者设想六种不同的互补的印记功能,后来扩大到八种,包括维持增殖信号、躲避生长抑制物、抵抗细胞死亡、实现复制永生、诱导/进入血管系统、激活侵袭和转移、重新编程细胞代谢和避免免疫破坏的后天功能。作者又增加另一个概念--“使能特征”,即肿瘤形成是异常条件下的结果,为癌细胞和肿瘤具备这些功能特征指出途径。因此,使能特征反映获得分子和细胞特征的机制,不仅是上述八种功能本身,还应有基因组不稳定和促肿瘤炎症反应。
作者提出几个潜在的新印记和使能特征,可能在适当的时候成为癌症印记的核心组成部分;其参数是“解锁表型可塑性”、“非突变表观遗传重编程”、“多态性微生物组”和“衰老细胞”。解锁表型可塑性:解锁表型可塑性功能是躲避或逃避终末分化状态,是癌症发病机制的关键组成部分。在原发性肿瘤形成、恶性进展和/或对治疗产生反应时,成熟细胞表型可塑性去分化至祖细胞状态、冷冻祖细胞/干细胞以阻滞发育中的细胞分化,以及转分化至替代细胞系等三个亚类,在多种类型癌症中发挥作用。与其它印记功能一样,细胞可塑性不是癌细胞的新畸变,而是各种正常细胞用于支持内稳态、修复和再生的潜在功能,激活功能可遭破坏。总的来说,解锁细胞可塑性以实现各种形式的中断分化,和构成一种离散的印记功能,在调节细胞表型方面与已证实的癌症核心印记不同。
非突变表观遗传重编程:基因组(DNA)不稳定性和突变的使能特征是癌症形成和发展机制的基本组成部分。调节组织和维持染色质结构的基因表达方面与癌症印记相关。此外,另一明显独立的基因组重编程模式涉及基因表达的纯粹表观遗传调节,称为“非突变表观遗传重编程”。类似的表观遗传学改变有助于在肿瘤发展和恶性进展过程中获得印记功能。总的来说,非突变表观遗传重编程将成为一种真正的使能特征,表现为与基因组DNA不稳定性和突变的印记功能。
多态性微生物组:通过对大量微生物(统称为微生物群)多样性和可变性的研究揭示,由常驻细菌和真菌(微生物组)的生态系统对人类健康和疾病发生有深远的影响。对于癌症而言,微生物群体中的个体间微生物组多态性变异可对癌症表型产生深远影响。肠道和其它器官微生物组的多态性变异构成印记功能的独特的使能特征,与基因组不稳定、突变和促肿瘤炎症交叉并互补。
衰老细胞:细胞衰老是一种典型的不可逆的增殖停滞形式,可能演变为维持组织内环境稳定的保护机制,表面上是程序性细胞死亡的补充机制,用于清除病变、功能失调或其它不必要的失活细胞。肿瘤由基因转化的癌细胞组成,这些细胞与表观遗传/表型破坏的辅助基质细胞相互作用,这一概念在癌症的发病机制中已获得充分证实。衰老细胞(无论细胞起源),应视为肿瘤微环境内具有重要功能的细胞。因此,衰老细胞需要纳入对癌症机制深入了解的研究。
最后作者指出,应用上述10个完全独立的可辨别性指标,将四个参数进一步验证和概括,整合到癌症的印记内。细胞可塑性可添加到印记功能中。器官/组织的微生物组的非突变表观遗传重编程和多态性变异可能是肿瘤发生发展机制重要因素。不同来源的衰老细胞,包括癌细胞和各种基质细胞,有助于癌症的发展和恶性进展,它们是肿瘤微环境的组成。上述“试探性言论”将在癌症研究界引发关于癌症生物学、遗传学和发病机制参数的辩论、讨论和持续的实验研究。

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