Cell：三维基因组特征被证明可用于治疗癌症

研究人员在后颅窝组A (PFA)室管膜瘤的基因组中发现了独特的三维特征TULIPs，这是一种难以治疗的脑肿瘤，在非常年幼的儿童中被诊断出来。这一发现由贝勒医学院、德克萨斯儿童医院、麦吉尔大学和合作机构的一组研究人员发表在《细胞》杂志上，可能会导致新疗法的发展。

“PFA室管膜瘤是致命的。放射治疗是目前唯一可用的治疗方法，不能治愈，而且会导致严重的发育和认知问题。PFA的有效治疗进展甚微的原因之一是，大多数这些肿瘤缺乏驱动其生长的明确基因突变。由于没有明确的治疗目标，我们无法设计特定的治疗方法，我们采取了另一种方法，研究了细胞核内的DNA包装。”贝勒和德克萨斯儿童医院的儿科、血液肿瘤学副教授Marco Gallo博士说。

身体中的每个细胞都有大约6.6英尺(2米)的线性DNA，这些DNA储存在细胞核中，使细胞能够轻松地访问最常用的基因，同时将不常用的基因放在一边。这就像组织一个衣橱，把最常用的衣服放在前面，很少穿的放在后面。为了适应微小的细胞核，长DNA分子被折叠、扭曲和环化，从而形成特定的3D构象，有些更紧密，有些更放松，最终可以帮助细胞表达完成其工作所需的基因。

关于儿童脑肿瘤细胞如何以3D方式组织其基因组，我们所知甚少。“在这项研究中，我们使用high - c技术来描绘儿科PFA室管膜瘤全基因组的3D结构，并将它们与不同肿瘤类型和非恶性组织的基因组进行比较，”该研究的共同资深作者、贝勒和德克萨斯儿童医院的儿科、血液学、肿瘤学和神经外科教授Michael D. Taylor博士说。

“我们发现PFA室管膜瘤特异性3D基因组特征在可预测的基因组位置复发。有趣的是，这些特征在其他类型的儿童脑癌中并不存在。我们称它们为TULIPs，代表pfa中的B型超长相互作用。”

TULIPs 是DNA非常紧密的特定区域，因此很难进入，这表明细胞可能不经常使用该区域的基因。“TULIPs 也倾向于在很长的距离上相互作用。染色体两端的TULIPs 可以找到以惊人的力量相互作用的方法，不同染色体上的TULIPs 也可以收敛并相互作用。我们还发现，TULIPs 外区域的DNA看起来更放松。这很重要，因为TULIPs 与细胞的功能有关。”

TULIPs 携带一个化学标签，特别是组蛋白H3K9上的一个甲基，这是一种与DNA相关的蛋白质。Gallo说:“我们发现抑制PFA患者源培养物中H3K9的标记导致TULIPs之间的相互作用减弱，PFA室管膜瘤细胞存活率总体下降。”“总的来说，我们的数据表明，TULIPs在PFA细胞的三维核空间中的聚集取决于甲基化H3K9组蛋白水平的维持，并且TULIP的相互作用对PFA细胞活力很重要，为治疗开辟了新的潜在场所。”

“TULIPs 介导癌症行为的机制尚不完全清楚。我们的目标是进一步研究TULIPs如何产生并影响PFA室管膜瘤的发展。TULIPs 在这些高风险肿瘤中的独特性促使我们研究针对它们的治疗策略，以促进肿瘤的消除。”