輻射如何損壞DNA并致癌？

2016年09月12日訊 最近，來自英國Wellcome Trust Sanger研究所的研究人員及其合作者，首次在人類腫瘤中確定了兩個(gè)由電離輻射引起的DNA損傷的特征模式。現(xiàn)在，利用這些指紋圖譜的模式，醫(yī)生就能夠確定哪些腫瘤是由輻射引起的，并調(diào)查他們是否應(yīng)該接受不同的治療。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在9月12日的《Nature Communications》，該結(jié)果也將有助于解釋“輻射如何會(huì)導(dǎo)致癌癥”。

電離輻射，如γ射線、X射線和放射性粒子，可以通過破壞DNA而導(dǎo)致癌癥。然而，這種情況是如何發(fā)生的，或有多少腫瘤是由輻射損傷引起的，還沒有人知道。

以前對(duì)癌癥的研究表明，DNA損傷往往會(huì)在癌細(xì)胞的基因組上留下一個(gè)分子指紋，被稱為突變標(biāo)簽。研究人員在12例繼發(fā)性輻射相關(guān)腫瘤患者中尋找突變特征，并將其與未暴露于輻射的319例患者進(jìn)行了比較。

這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人、來自Wellcome Trust Sanger研究所的Peter Campbell博士說：“為了查明輻射如何會(huì)導(dǎo)致癌癥，我們研究了輻射造成的癌癥與自然發(fā)生的腫瘤的基因組。通過比較DNA序列，我們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)輻射損傷的突變標(biāo)記，它們與癌癥類型無關(guān)。然后，我們檢查了有或沒有暴露于輻射的前列腺癌的調(diào)查結(jié)果，并再次發(fā)現(xiàn)了這兩個(gè)相同的標(biāo)簽。這些突變標(biāo)簽幫助我們解釋了‘高能量的輻射是如何損傷DNA的’?！?/p>

一個(gè)突變標(biāo)簽是一段缺失，其中小數(shù)目的DNA堿基被切掉。另一個(gè)突變標(biāo)簽被稱為平衡反轉(zhuǎn)（balanced inversion），其中兩個(gè)區(qū)域的DNA被切割，中段旋轉(zhuǎn)，并在相反的方向再次連接。平衡反轉(zhuǎn)不會(huì)自然發(fā)生在體內(nèi)，但是高能輻射可以同時(shí)提供足夠的DNA斷裂，使這一切成為可能。

Sanger研究所和劍橋大學(xué)兒科系的Sam Behjati博士說：“電離輻射可能導(dǎo)致所有類型的突變損傷，但在這里，我們可以看到兩種特定類型的損傷，并了解在DNA上發(fā)生了什么。輻射的簇射可破壞基因組，同時(shí)造成大量的傷害。這似乎擊敗了細(xì)胞中的DNA修復(fù)機(jī)制，從而導(dǎo)致我們所看到的DNA損傷?！?/p>

來自倫敦大學(xué)學(xué)院和皇家國立整形外科醫(yī)院的Adrienne Flanagan教授說：“這是科學(xué)家們首次定義‘通過電離輻射對(duì)DNA造成的損傷’。這些突變標(biāo)簽可能是個(gè)別病例和一些癌癥的診斷工具，并可以幫助我們發(fā)現(xiàn)哪些癌癥是由輻射引起的。一旦我們對(duì)此有了更好的理解，我們就可以研究他們是否應(yīng)該采取跟其他癌癥相同或不同的療法?！?/p>

從切爾諾貝利核泄漏，到日本福島的核泄漏，大規(guī)模核泄漏給我們留下了深刻的印象，由此帶來的致命性輻射也是一個(gè)全球性的公共衛(wèi)生問題，如何預(yù)防和治療其相關(guān)的疾病也是全球科學(xué)家們面臨的一個(gè)重要問題。（時(shí)隔四年 福島核輻射造成了什么影響？）2014年5月來自斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，通過一個(gè)調(diào)控腸道細(xì)胞應(yīng)激應(yīng)答的分子途徑，可以延長受到腹部輻射致命性劑量小鼠的壽命。

2014年12月，來自科羅拉多大學(xué)癌癥中心的研究人員在發(fā)表于Stem Cells雜志上的一項(xiàng)研究中揭示，其中一條途徑就是通過“重編程”使得被輻射損傷的干細(xì)胞分化為不再能夠長久生存的其他細(xì)胞。輻射會(huì)使得干細(xì)胞喪失它的“干性”。這項(xiàng)研究還證實(shí)，當(dāng)全身遭受輻射時(shí)清除輻射損傷干細(xì)胞的同一“編程”防衛(wèi)機(jī)制導(dǎo)致了血癌生長。

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