研究发现,慢性炎症会改变结肠细胞的进化

- 编辑:大众自然网 -

研究发现,慢性炎症会改变结肠细胞的进化

在一项新的研究中,研究人员比较了患病的结肠和健康的组织,以更好地了解炎症性肠病(IBD)是如何在分子水平上与结直肠癌风险的增加相联系的。来自韦尔科姆桑格研究所和剑桥大学医院的研究人员发现,受IBD影响的结肠细胞内的DNA变化速度是健康结肠的两倍多,增加了这些细胞获得导致癌症的DNA变化的可能性。

今天(7月21日)发表在《细胞》杂志上的这项研究还发现,与IBD相关的慢性炎症会破坏结肠的组织结构,使细胞在不正常的范围内扩张。这些结果为研究体内进化、IBD和结肠直肠癌的发展提供了有价值的见解。

IBD主要指溃疡性结肠炎和克罗恩病,这是一种以消化系统炎症为特征的慢性疾病,可严重破坏患者的生活质量。1990年至2017年,全球IBD病例从370万上升到680万。该病的病因尚不清楚,但人们认为炎症是肠道微生物引起的不适当免疫反应的结果。

与普通人群相比,IBD患者罹患胃肠道癌症的风险更高。患者将接受定期监测,在某些情况下,可能会选择手术切除整个结肠,以减轻这种风险。

在这项新的研究中,剑桥大学阿登布鲁克医院的临床医生提供了46名IBD患者捐赠的结肠组织样本,以及他们的病史和治疗情况的匿名信息。然后,韦康桑格研究所的研究人员使用激光捕获显微解剖技术,切除了446个个体隐窝,这些微小的腔体构成结肠组织,因此可以对它们进行全基因组测序。

分析这些序列以发现组织中的突变率,隐窝和任何比正常突变更多的基因之间的遗传关系。然后将它们与41个非IBD个体的412个隐核细胞的序列进行比较,以便观察慢性炎症对DNA序列的影响。

研究小组发现,患病组织中的DNA变化是正常组织的两倍多,而且疾病持续时间越长,过量的DNA越多。

这项研究还发现了进化过程的证据,即特定基因的突变是在积极选择下发生的。这些阳性选择的突变中,有一些与结直肠癌相关的基因丰富,为IBD和某些癌症之间的联系提供了线索。研究人员还发现了与肠道免疫系统调节相关的基因突变阳性选择的证据,以及细胞抵御结肠内细菌的能力。

来自韦尔科姆桑格研究所的这项研究的第一作者Sigurgeir Olafsson说:“我们的身体在我们的一生中如何继续进化是我们生物学的一个基本部分。研究慢性疾病对这一过程的影响,并发现肠道细胞基因序列的变化可能对炎症性肠病的发生有直接作用的证据,是一件很有趣的事情。”

剑桥大学阿登布鲁克医院炎症性肠病(IBD)临床负责人、维康桑格研究所名誉教员Tim Raine博士说:“在治疗炎症性肠病患者时,结肠直肠癌是主要的临床问题之一。在这项研究中,我们发现我们体内正常的突变过程在患IBD的肠道中加速,导致一些肠道细胞突变的速度增加了两倍以上,这就增加了患IBD癌症的风险。”

这项研究的作者之一、来自韦尔科姆桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的彼得·坎贝尔(Peter Campbell)博士说:“体细胞突变在癌症易感性方面的作用早就得到了重视。令人兴奋的是,我们和其他人用来理解癌症的方法现在被应用于其他常见疾病。这些方法让我们对炎症性肠病对炎症组织DNA序列的影响有了独特的见解。”

以前在IBD中无法解释的一项观察是,反复发作的炎症倾向于影响同一块组织,表明结肠有一些永久性的改变。这些发现强调了基因突变可能的解释,一些阳性选择的免疫调节基因突变发生在受慢性炎症影响的肠道相同区域。

来自韦尔科姆桑格研究所的卡尔·安德森博士是这项研究的第一作者,他说:“我们知道,DNA的变化导致了癌症的发展,但它们在炎症性肠病(IBD)等常见非癌症疾病中的作用还没有得到广泛的研究。”我们的研究表明,肠道细胞DNA序列的体细胞变化可能导致IBD的发生。我坚信,研究所有常见疾病的体细胞突变,而不仅仅是IBD和癌症,有可能为疾病生物学提供新的见解,并突出潜在的药物靶点。”