癌癥通常被視為一種由基因突變引起的疾病，導(dǎo)致細(xì)胞不受控制地分裂并侵入身體的其他部位。但在某些情況下，細(xì)胞從其起源擴(kuò)散實(shí)際上是一個(gè)正常的過(guò)程。胚胎在懷孕早期鉆入子宮。免疫細(xì)胞從淋巴結(jié)擴(kuò)散到感染部位，以攻擊入侵的細(xì)菌。生殖細(xì)胞遷移到人類(lèi)早期發(fā)育過(guò)程中性腺的位置。
癌癥不是一種統(tǒng)一的疾病。相反，癌癥是一種表型可塑性疾病，這意味著腫瘤細(xì)胞可以從一種形式或功能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式或功能。這包括恢復(fù)到不太成熟的狀態(tài)并失去其正常功能，這可能導(dǎo)致治療耐藥性，或完全改變其細(xì)胞類(lèi)型，從而促進(jìn)轉(zhuǎn)移。
除了癌癥中DNA的直接變化外，癌癥進(jìn)展的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是DNA被激活的地點(diǎn)和時(shí)間。如果你的DNA包含拼寫(xiě)單個(gè)基因的“單詞”，那么表觀遺傳學(xué)就是你基因組的“語(yǔ)法”，告訴這些基因在給定組織中是應(yīng)該打開(kāi)還是關(guān)閉它們。盡管體內(nèi)所有組織都具有幾乎完全相同的DNA序列，但由于化學(xué)和結(jié)構(gòu)修飾會(huì)改變哪些基因被激活以及如何激活，它們都可以執(zhí)行不同的功能。這種“表觀基因組”可能會(huì)受到飲食等環(huán)境暴露的影響，這為研究人員如何理解健康驅(qū)動(dòng)因素增加了一個(gè)維度，而不僅僅是從父母那里繼承的DNA密碼。
我是一名癌癥研究人員，我在約翰霍普金斯大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室研究正常組織之間的差異如何由表觀遺傳密碼控制，以及該密碼如何在癌癥中被破壞。在我們最近發(fā)表的評(píng)論中，耶魯大學(xué)的同事Andre Levchenko和我描述了一種通過(guò)將表觀遺傳學(xué)與數(shù)學(xué)相結(jié)合來(lái)理解癌癥可塑性的新方法。具體來(lái)說(shuō)，我們提出了隨機(jī)性的概念如何闡明為什么癌癥會(huì)轉(zhuǎn)移并對(duì)治療產(chǎn)生抗藥性。
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