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癌症发生过程中的"蝴蝶效应"

日期:2015-01-29 00:00:00

"蝴蝶效应"这个名词想必不太陌生:上个世纪70年代,美国一个名叫洛伦兹的气象学家在说明空气系统理论时说,AMAZON雨林一只蝴蝶翅膀偶尔振动,也许两周后就会引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。引申为一些微小的改变可能就会引起天翻地覆的后果。最近,美国Scripps R研究所Peter K. Vogt课题组在《PNAs》杂志发表的一篇最近研究说明了癌症发生过程中基因突变产生的"蝴蝶效应"。研究者首先选取了两株乳腺表皮细胞系:MCF-10A 以及MCF-10A-H1047R作为研究对象。这两株细胞为同一克隆,除了MCF-10A-H1047A如其名称所示在1047位点有一个组氨酸到精氨酸的突变。这一突变位点位于蛋白激酶PI3K基因表达区域。原始状态下这两株细胞只有这一个位点的差别,但是当在实验室环境中传了几代之后,发现MCF-10A-H1047A的很多位点都出现了突变。这一效应说明PI3K的突变使其基因组变得不再稳定。

 
之后,编辑对这两株细胞的表达谱做了细致的分析。结果显示:在大约12000条转录本中,有大约1100条发生了上调,大约1000条发生了下调。所占比例均接近10%。说明PI3K的单碱基突变造成了大幅度的基因表达的变化。进一步分析,编辑发现MCF-10A-H1047A细胞系在上调与下调的基因模式十分类似于一类常见的乳腺癌细胞亚型。说明MCF-10A-H1047A已经有向癌化的方向发展的趋势了。编辑还特别发现这些癌相关基因的上调是由细胞角蛋白的主导的,而细胞角蛋白是由PI3K调控的。由此说明PI3K的突变与细胞的癌化是有因果关系的。
 
之后,编辑还分析了两类细胞在于细胞周期以及代谢相关的基因的表达差异,发现其中一类关键蛋白也发生了显著地表达变化(上调或下调)。综上,编辑通过转录组学的详细分析说明单个基因的突变能够引起后续一系列的基因突变以及表达的差异化,并有可能导致细胞的癌化。这一现象可能与体内的癌细胞生成与分裂有一定的暗示。大家要小心避免一些可能会导致基因突变的外界刺激(比如紫外线,危险化学物质,饮食,作息问题)等等。否则单个突变可能就是癌症的前兆了。

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