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系统性异质性:一种理解肿瘤异质性的综合性方法

日期: 2017-03-14
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       系统异质性是一个立体多维的概念,肿瘤异质性是肿瘤发生发展的重要因素,是产生抗肿瘤药物和耐药性的决定环节,是肿瘤复发和转移的关键机理之一。复旦大学中山医院临床研究院执行院长,上海市临床生物信息学研究所所长王向东教授最近发表文章,对异质性提出一个新的理解一一系统异质性,在业内引起高度关注和激烈讨论. 

       D.C. Wang, X. Wang20168月发表在Semin Cell Dev Biol上的文章:Systems heterogeneity: An integrative way to understand cancer heterogeneity首次阐述了系统性异质性这一概念,为人们理解肿瘤异质性的重要性及复杂性提供更多方向。所谓系统性异质性,是指细胞、组织、器官以及个体之间或内部存在多水平的差异,如基因序列、蛋白表达谱、生物功能、免疫应答、代谢进程、微环境及转录调控等;将系统性异质性应用于肿瘤的研究,可帮助研究者从多维的、多组学的角度分析肿瘤异质性的成因,包括基因和蛋白质表达、表观遗传学、测序分析、转录、蛋白磷酸化修饰、信号通路及其相互作用等。



 

        文章最先阐述了表观遗传学异质性对肿瘤的影响,指出表观遗传可通过与固有遗传变异以及动态表观遗传修饰的相互作用影响肿瘤异质性的形成及发展。DNA甲基化修饰是表观遗传的重要内容,通过对肿瘤患者甲基化组学的研究,发现甲基化异质性及其介导的基因沉默可影响肿瘤患者的表型;同时,肺癌患者的表观遗传学异质性也对该病的诊断及治疗具有重要作用。表观遗传学中的DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰、染色质重塑对基因表达、细胞功能产生影响,导致肿瘤异质性的发生。 

       随后作者解释了细胞异质性对肿瘤的影响,所谓细胞异质性是指同一组织或不同组织内细胞生物学功能及表型的变化,以及细胞在不同生理状态下的功能改变,并以特洛细胞为例进行深入说明。 特洛细胞在人体多种器官中广泛存在,并在疾病状态下表现出不同的生理功能,特洛细胞可分泌包含特殊遗传物质、蛋白及信号分子的微囊泡,作用于周边细胞,影响细胞功能。对特洛细胞的超微3D结构分析及功能研究发现特洛细胞存在结构和功能的异质性,并由此影响某一器官对刺激的应答及表型变化。 

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