从期刊文章显示癌症发病中基因网络复杂性损失的图表
信用:佐治亚理工学院 近年来，随着广谱细胞毒性药物等传统治疗手段被靶向特定基因的药物所补充或替代，癌症化疗经历了范式转变，这些特定基因被认为是疾病发病和进展的驱动因素
当个体患者肿瘤的基因组图谱导致研究人员识别出特定的“癌症驱动基因”时，这种更个性化的化疗方法成为可能，当这些基因突变或异常表达时，会导致癌症的发生和发展
不同类型的癌症——如肺癌和乳腺癌——以及某种程度上被诊断为同一种癌症的不同患者——显示出癌症驱动基因的差异，这些基因被认为是疾病发生和发展的原因
约翰·F说:“例如，当发现治疗药物赫赛汀的靶基因HER-2过度表达时，通常将其用于治疗乳腺癌患者。”
麦克唐纳，生物科学学院教授
麦克唐纳解释说，目前，基因治疗潜在靶点的识别几乎完全依赖于肿瘤的基因组分析，这种分析可以识别明显过度表达的癌症驱动基因
但是在他们的最新研究中，麦克唐纳和生物信息学博士
D
学生扎伊娜卜·阿尔沙德发现，另一类重要的基因变化可能发生在科学家通常看不到的地方:与癌症发病和进展相关的基因-基因相互作用网络
麦克唐纳说:“基因和它们编码的蛋白质并不是相互独立运作的。”
“相反，他们在一个高度整合的互动网络中相互交流
" “我认为我们的发现最引人注目的是，伴随癌症的相互作用网络中的绝大多数变化——超过90%——与基因表达的变化无关，”该论文的合著者阿尔沙德补充道
“这意味着，在导致与癌症相关的网络结构变化中起核心作用的基因——“中枢基因”——可能是基因治疗的重要新靶点，通过基因表达分析无法发现
" 他们的研究论文“与癌症发病和进展相关的基因-基因相互作用的变化在很大程度上与基因表达的变化无关”发表在《国际科学》杂志上
突变、表达和网络结构的变化 在这项研究中，Arshad和McDonald研究了脑、甲状腺、乳腺、肺腺癌、肺鳞癌、皮肤癌、肾癌、卵巢癌和急性髓系白血病等癌症的样本，他们注意到这些癌症从早期发展到晚期时细胞网络结构的差异
当早期癌症发展并局限于其原发的身体组织时，他们注意到与正常的光标前细胞相比，网络复杂性降低了
正常、健康的细胞分化程度很高，但当它们转变为癌症时，“它们会经历一个去分化的过程，达到更原始或干细胞样的状态
从发育生物学可知，随着细胞从早期胚胎干细胞向高度特化的完全分化细胞转变，网络复杂性增加
我们在从正常到早期癌症的转变中看到的是这一过程的逆转，”麦克唐纳解释道
麦克唐纳说，随着癌症发展到晚期，当它们可以扩散或转移到身体的其他部位时，“我们观察到高度复杂的网络的重建，但是构成与晚期癌症相关的复杂网络的基因与构成与前体正常组织相关的复杂网络的基因有很大不同
" “随着癌症功能的进化，它们通常与DNA结构的变化和/或癌症驱动基因RNA表达的变化有关
我们的结果表明，有第三类重要的变化正在发生——基因相互作用的变化——如果你所寻找的只是基因表达的变化，这些变化中有许多是无法检测的
"
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