《Nature》修复DNA为癌症治疗赋能

　　

DNA可能会被毒素、辐射甚至正常的细胞分裂破坏，但人类细胞必须不断修复DNA断裂才能生存。在不能有效修复DNA的细胞中，可能会发生导致癌症的变化(突变)。

大多数细胞依赖于一种称为同源重组或HR的系统，该系统使用名为BRCA1和BRCA2的蛋白质进行精确的DNA修复。然而，那些天生携带有缺陷的BRCA基因的人往往会患上乳腺癌和卵巢癌，最近发现，在胰腺癌和前列腺癌中也会出现BRCA突变和相关的HR问题。

因此，识别“HR缺陷”癌症患者已成为该领域的优先事项，部分原因是这类癌细胞容易受到破坏其DNA的靶向治疗的影响。为了找到HR缺乏的患者，标准的实验室测试在癌细胞的DNA中寻找“疤痕”，当使用草率的备用修复过程而不是HR来产生特定的突变模式时，就会发生这种情况。

虽然准确的疤痕诊断可以提供更有针对性的治疗，但研究人员一直对在HR缺陷癌症中发现的疤痕的微妙之处感到困惑。这样的疤痕会在DNA代码(序列)中产生非常小的错别字，在显微镜下是看不见的。然而，在显微镜下可以看到，HR缺陷细胞在更大的称为染色体的DNA结构中显示出戏剧性的结构重排。

为了解决这个矛盾，纽约大学朗格尼健康中心波尔马特癌症中心的Marcin Imieliński医学博士和纪念斯隆凯特琳癌症中心(MSKCC)的Simon Powell医学博士应用了Imieliński实验室开发的“基因组图谱”技术来检测大量的DNA结构变化，这些变化会重新排列、复制和删除染色体的大量片段。他们的研究结果发表在8月16日的《自然》(Nature)杂志网络版上，他们分析的DNA分子长度是癌症分析中通常测量的DNA分子长度的100倍。

应用这些方法，研究小组发现了“互惠对”，这是一种新的疤痕类型，见于HR缺乏。通过分析数千个癌症基因组，研究小组表明，当HR失效时，互惠对疤痕会产生显微镜下可见的特定染色体变化，从而更好地解释HR缺陷细胞的生物学特性。

Perlmutter癌症中心癌症基因组学主任、纽约大学朗格尼分校的主治病理学家Imieliński说:“长分子告诉我们，这些疤痕来自两种备用修复机制——同源独立复制重启和单链退火——这可能使HR缺陷癌细胞存活。阻断这种机制可能代表着治疗这些癌症的新方法。”

该研究的作者指出，他们的新技术需要使用了全基因组测序(WGS)技术，WGS的成本正在下降。研究人员说，用他们的方法找到更多的HR缺陷患者，并将他们与靶向治疗相匹配，可能很快就会成为现实。

Long-molecule scars of backup DNA repair in BRCA1- and BRCA2-deficient cancers