科學(xué)家通過識別導(dǎo)致疾病的基因突變，在理解和開發(fā)針對多種癌癥的治療方法方面取得了重大進展。現(xiàn)在，由威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)，紐約長老會和紐約基因組中心(NYGC)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團隊開發(fā)了一種機器學(xué)習(xí)技術(shù)，用于檢測具有類似作用的DNA的其他修飾。
這項研究于5月10日發(fā)表在美國癌癥研究協(xié)會的《癌癥發(fā)現(xiàn)》雜志上，該研究的重點是對DNA的一種化學(xué)修飾，即甲基化，通常會使附近的基因沉默。這項新技術(shù)可以分析在腫瘤細胞中檢測到的數(shù)千種DNA甲基化變化，并推斷哪些可能推動了腫瘤的生長。
甲基化是一種“表觀遺傳”過程，通常通過改變DNA結(jié)構(gòu)而不改變基因中包含的信息來調(diào)節(jié)整個基因組中的基因活性。但是，偶爾在腫瘤抑制基因附近會發(fā)生過度的甲基化，稱為高甲基化，使該基因沉默并有助于觸發(fā)或驅(qū)動癌癥的細胞分裂。
資深作者，血液學(xué)醫(yī)學(xué)副教授Dan Landau博士說：“如果我們可以使用類似的技術(shù)分析大量腫瘤，我們就可以繪制出某些癌癥中有助于腫瘤生長的表觀遺傳學(xué)變化。”威爾·康奈爾大學(xué)醫(yī)學(xué)和腫瘤醫(yī)學(xué)專家，以及桑德拉和愛德華·邁耶癌癥中心的成員。“然后，我們可以利用這些信息來增進對癌癥起源的了解，并優(yōu)化針對個別患者的治療方法。”
新技術(shù)解決的挑戰(zhàn)與癌癥研究人員面臨的有關(guān)DNA突變的挑戰(zhàn)??相似-如何區(qū)分“驅(qū)動程序”突變與更豐富的“乘客”突變，這些突變對癌癥沒有影響。蘭道博士說，盡管現(xiàn)在有區(qū)分基因突變的復(fù)雜方法，但區(qū)分駕駛員甲基化變化和乘客甲基化變化的技術(shù)卻不那么復(fù)雜。 -長老會/威爾康奈爾醫(yī)學(xué)中心。
Landau博士團隊開發(fā)的新算法稱為MethSig。它使用可用信息，例如基因組特定區(qū)域中的甲基化背景速率，來估計何時給定的甲基化變化可能是癌癥的驅(qū)動因素。
研究人員將該算法應(yīng)用于來自不同腫瘤類型的DNA甲基化圖譜，發(fā)現(xiàn)該算法可以推斷出少量的癌癥驅(qū)動事件(每個腫瘤的中位數(shù)約為12個左右)，而乘客甲基化的變化則是數(shù)千次。推斷出的驅(qū)動器甲基化的模式在患者和腫瘤類型之間是一致的，以及其他統(tǒng)計特征表明與現(xiàn)有方法相比，該算法的性能沒有增量增加。
該研究小組通過敲除慢性淋巴細胞白血病(CLL)細胞中受影響的基因，進一步驗證了幾種最強烈推斷的DNA甲基化癌癥驅(qū)動因子，并證明了該基因的缺失會在未經(jīng)處理以及存在細胞的情況下促進細胞生長。一些標準的CLL治療。總體而言，研究人員得出的結(jié)論是，與目前的方法相比，他們的算法能夠更靈敏地，更有選擇性地檢測出可能的癌癥驅(qū)動甲基化變化。
標簽： 癌癥
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