科罗拉多大学博尔德分校（CU Boulder）的科学家在《科学进展》杂志上发表了一项新研究，表明基因组中的内源性逆转录病毒（ERVs），即所谓的“垃圾DNA”，在结直肠癌细胞的生存中起到了关键作用。他们还发现，通过编辑ERVs可以提高癌症治疗的效果。
在题为《内源性逆转录病毒通过癌基因信号转导在结直肠癌中介导转录重编程》的论文中，研究人员分析了结直肠癌和其他上皮肿瘤的癌症表观基因组数据集，发现一种灵长类特异性ERV——长末端重复序列10（LTR10）在许多上皮肿瘤中表现出增强子活性，并且这种活性受到涉及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和活化蛋白1（AP1）信号通路的调控。
CU Boulder分子、细胞和发育生物学助理教授兼该研究的资深作者Edward Chuong博士解释说：“我们的研究表明，今天的疾病可以受到这些古老病毒感染的显著影响，而直到最近，很少有研究人员关注这些问题。”
内源性逆转录病毒约占人类基因组的8%。此次研究的LTR10大约在3000万年前感染了灵长类动物。它们和其他ERVs不再产生功能性病毒，但之前的研究，包括Chuong实验室的研究，表明它们可以作为开关来启动附近的基因。他说：“已经有很多研究表明这些内源性逆转录病毒可以被驯化为我们所用，但很少有研究表明它们如何对我们造成伤害。”
这包括ERVs如何帮助癌细胞生存。为了研究它们在癌症中的作用，Chuong和他的同事分析了21种人类癌症类型的公开基因组数据。他们发现LTR10家族的ERVs在包括肺癌和结肠癌在内的几种癌症类型中具有高活性。进一步分析数十名结直肠癌患者的肿瘤，发现大约三分之一的病例中LTR10活跃——这一现象在癌症病例中特有，因为这些元素在成人体细胞组织中通常被抑制。
接下来，研究团队使用CRISPR技术编辑去除ERV序列，发现一些已知促进癌症发展和生长的关键基因的表达也被关闭。值得注意的是，他们研究的ERV似乎会开启MAP-激酶通路中的基因，这条通路在许多癌症的研究中已经被广泛关注。事实上，这些ERVs可能调控多达70个与癌症相关的基因。研究结果还表明，MAP-激酶抑制剂至少部分通过禁用ERV开关起作用。
Chuong怀疑，随着人们年龄的增长和基因组防御的减弱，基因组中的ERVs可能在健康和疾病发展中起到作用。其他研究已经将ERVs与如肌萎缩侧索硬化症等神经退行性疾病的病因联系起来。他说：“疾病如何在细胞中表现出来的起源一直是个谜。内源性逆转录病毒不是全部答案，但它们可能是其中的重要组成部分。”
参考文献：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado1218
编辑：王洪
排版：李丽
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