将实验室中的医学进展引入诊所。
DNA甲基化与细胞衰老密切相关,UHRF1和DNMT1在调控这一过程中发挥着关键作用。此外,p21和cGAS等分子也参与其中。在表观遗传治疗领域,通过无损伤诱导技术,研究者们正致力于深入探索癌症的奥秘。
前言:
DNA甲基化作为一项关键的表观遗传学修饰手段,对于保持基因组的稳定性和调节基因的表达起着至关重要的作用。但是,目前所使用的DNA去甲基化抑制剂,例如5-aza-脱氧胞苷,在去除甲基化的过程中,常常会导致DNA的损伤,这使得我们难以准确区分甲基化去除和DNA损伤对癌细胞命运所产生的影响。本项研究采用了快速且可控的蛋白质降解技术,即带有微型AID标签的UHRF1与DNMT1降解体系,在未造成DNA损伤的前提下,针对癌细胞内部DNA甲基化水平进行了特异性下调,并首次明确地阐述了“去甲基化与细胞衰老”之间的内在联系。
在HCT116结直肠癌细胞系中,研究者分别促使UHRF1、DNMT1降解,或同时降解二者,结果发现:
失甲基化现象会导致细胞出现典型的衰老特征,包括细胞周期在G1期停滞、细胞核体积的增大、SA-β-gal染色呈阳性以及不可逆转的生长停滞现象均显著增多。
衰老现象并非依赖于传统的信号传导途径——这一过程并不受p53或p16/Rb的影响,而是与细胞周期抑制因子p21在细胞质中的积累密切相关,同时伴随着核内DNA传感器cGAS的表达水平升高和活性增强。第21页提到,该物质能够抑制细胞凋亡,并有助于那些失去甲基化的细胞得以存活;同时,cGAS 能够推动与衰老相关的分泌表型(SASP)基因的活化,尽管其效果并非依赖于STING这一下游适配器。
作者在多种肿瘤细胞系以及小鼠异种移植模型中,反复执行了前述操作,结果成功引发了肿瘤细胞的衰老,同时显著降低了肿瘤的生长速度。这一发现表明,该机制在生物体内同样有效,为表观遗传治疗策略的探索提供了新的思路和可能的靶点。
研究意义