染色体外DNA (ecDNA) 的生物学特性与肿瘤关联 - ecDNA是一种独立于染色体存在的环状DNA分子，在30%-50%的恶性肿瘤患者中被检测到 [2] - ecDNA可携带完整的致癌基因(如MYC、EGFR)及其增强子序列，当这些基因从染色体脱落并环化形成ecDNA后，表观遗传修饰记忆丢失，导致癌基因异常激活 [2] - 携带ecDNA的肿瘤患者往往表现出更高恶性程度、更强治疗抵抗和更差临床预后 [2] ecDNA复制与维持机制研究突破 - 研究团队采用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建了稳定携带EGFR基因完整拷贝的ecDNA细胞系 [4] - 创新性结合体外人工染色体组装技术，构建了模拟临床患者来源的人工ecDNA分子，解决了缺乏严格匹配的ecDNA阳性/阴性对照的难题 [4] - 通过EdU处理基因工程细胞系，获得了ecDNA在活细胞内进行自主复制的直接证据 [6] ecDNA与DNA损伤应答的双向调控关系 - 携带ecDNA的细胞表现出更严重的基因组不稳定特征，DNA双链断裂(DSB)水平显著升高 [7] - ATM激酶介导的DNA损伤应答通路在ecDNA阳性细胞中被特异性激活 [7] - ecDNA的稳定维持高度依赖特定的DNA损伤修复途径，特别是替代性非同源末端连接(alt-NHEJ)通路 [11] - 特异性抑制alt-NHEJ能显著降低细胞内ecDNA的丰度，可能成为选择性清除肿瘤细胞中ecDNA的有效手段 [11] 潜在治疗策略探索 - 使用携带ecDNA的细胞对DDR关键因子如ATM、CHK、TOP1等抑制剂更加敏感，这些抑制剂能够显著降低细胞内ecDNA含量 [14] - 靶向ecDNA维持过程很有可能成为携带ecDNA肿瘤的通用治疗手段 [14] - 基于ecDNA分子特征开发的靶向药物或将成为30%-50% ecDNA阳性肿瘤患者的精准治疗选择 [15] 研究意义与拓展应用 - 揭示了ecDNA通过平衡态调控参与肿瘤发生发展的分子机制，为临床转化提供了新靶点 [15] - 环状DNA复制维持机制可能拓展肿瘤生物学的认知边界，提示HPV等DNA病毒的复制可能同样依赖类似DDR通路调控模式 [15] - 为病原体环状DNA复制机制研究开辟新方向，为抗病毒治疗策略研发提供重要理论依据 [15]