
随着年龄增长,DNA上的化学标记会逐渐发生变化。最新研究发现,这种变化在肠道干细胞中表现得尤为明显,并且主要由炎症和细胞信号传导受阻所驱动。这一过程可能有助于解释为什么随着年龄增长,结直肠癌的风险也随之升高。
国际研究团队将这种现象称为衰老相关结肠癌漂移(ACCA)。它表现为DNA甲基化的改变——一种不改变DNA序列但能开关基因的表观遗传机制。在这种情况下,负责抑制肿瘤形成的基因逐渐沉默,使癌症风险在肠道细胞中悄然积累,远早于肿瘤真正出现。
“我们观察到一种随年龄增长愈发明显的表观遗传模式,”意大利都灵大学分子生物学家弗朗切斯科·内里表示。
研究人员对健康人群结肠组织和结直肠癌组织进行了分析,发现老年人和癌组织中存在相似的基因沉默模式,表明存在潜在的共通机制。随后在小鼠模型和类器官(实验室培养的微型肠道)中进行实验,帮助确认漂移的驱动因素及其扩散方式,并证实这种漂移是肠道特有的现象。
研究重点集中在肠道隐窝,这些小囊中隐藏着干细胞,负责更新肠道黏膜。实验显示,ACCA漂移始于这些干细胞内部,并随着隐窝的分裂和扩散而逐渐扩展。
导致漂移的因素包括肠道干细胞中炎症水平升高、生长信号受阻以及铁水平下降,这些情况会干扰去除DNA甲基化标记的能力,导致基因被沉默,从而增加癌症风险。都灵大学分子生物学家安娜·克雷佩洛娃解释道:“随着时间推移,组织中越来越多区域表现出老化的表观遗传特征,这些区域通过隐窝分裂自然扩散,并可持续多年。”
铁缺乏会让DNA上出现错误标记,而干细胞丧失去除这些错误标记的能力。随着干细胞的分裂和繁殖,带有老化表观遗传特征且易患癌的组织斑块会在肠道中逐渐增多,形成潜在危险区域。
研究发现,炎症、铁失衡和生长信号下降会加速表观遗传漂移,这意味着衰老与癌症易感性在肠道内的发生可能比以往预想的更早。
令人振奋的是,在类器官实验中,科学家们通过增强铁的吸收或恢复特定的细胞生长信号,成功减缓甚至部分逆转了表观遗传漂移。克雷佩洛娃指出:“这表明表观遗传衰老并非不可改变,我们首次观察到可以调整细胞分子核心的衰老参数。”
来源:sciencealert(编译 / 整理:olaola)
图片来源:unsplash/J. Schiemann