染色体外环状DNA（eccDNA）是一种发源于但孤独于染色体DNA的环状DNA，粗俗存在于千般真核生物的细胞核和细胞质中。eccDNA包含来自东谈主类基因组的遗传元素，界限从小的非编码区到所有这个词基因。与线粒体DNA、细菌质粒和叶绿体DNA中不雅察到的完满双链结构不同，起原于真核生物细胞核的eccDNA不错呈现单链和双链结构。尽管在1964年讹诈电子显微镜初度在小麦和猪的生殖细胞中发现了eccDNA，但其生物学功能仍不了了。这种歧义主如果由于它们与线性DNA的同源序列和检测措施的戒指。初步究诘标明eccDNA可能通过编码microRNAs或si样RNAs调控基因抒发水平。如今，跟着测序技巧和生物信息学的快速发展，包括eccDNA在内的DNA小片断的检测精度赢得了显赫提升。这一进展增强了探索eccDNA生物学特点和功能的可行性。
2024年12月20日，中山大学向熙，宋昌泽，He Chunxiao 共同通信在Molecular Cancer 在线发表题为“ Unveiling the mysteries of extrachromosomal circular DNA: from generation to clinical relevance in human cancers and health 的究诘论文。该综述追念了eccDNA产生的潜在机制、现存的检测和分析措施过火基本特征。综述要点先容了eccDNA在生理和病理条目下调控基因抒发的生物学功能。此外，本文还追念了eccDNA在东谈主类癌症和健康中的临床深嗜深嗜。
伸开剩余76%eccDNA粗俗存在于千般东谈主体组织和体液中，包括肿瘤组织、骨骼肌、白细胞、血浆、尿液、精子和其他平时组织。它们在软弱、基因组千般性、恶性肿瘤发生和耐药性等方面阐述精细大作用。以往的究诘主要汇注在eccDNA在恶性肿瘤中的作用。综述了eccDNA在肿瘤疾病中的最新究诘进展，并要点先容了其在东谈主类健康和非肿瘤疾病中的临床深嗜深嗜。其指标是引发eccDNA在驻扎、会诊和诊疗东谈主类健康和疾病方面的临床应用的立异措施。正在究诘eccDNA在东谈主体液中的临床应用，以阐发其在恶性肿瘤和合座东谈主类健康中的生物学特点。但是，仍然存在一些挑战。领先，不同组织中eccDNA的品貌存在显赫各别。
在某些疾病中，eccDNA品貌太低而无法检测到，临床组织样本收罗弯曲，戒指了其临床应用。其次，eccDNA数据分析措施有待进一步优化。尽管基于立时引物RCA的Circle-Seq是现在最常用的eccDNA检测措施，但现在仍枯竭可靠的分析技巧来准敬佩量eccDNA品貌。由于从单个eccDNA序列中识别多个相似拷贝，长读测序的应用存在特殊大的阻挠。此外，天然HU诊疗不错摒除eccDNA过火关联的癌基因，但它并不成减少HSR中的癌基因扩增。这强调了摒除eccDNA行动耐药恶性肿瘤诊疗战略的后劲，但是特异性靶向和摒除eccDNA的有用措施仍然枯竭。
eccDNA在肿瘤侵袭中的作用机制（图源自Molecular Cancer）
此外，还有几个雄壮的问题有待措置：领先，转座子是转座子因子昔日入侵的祖宗陈迹，ag百家乐下三路占据了东谈主类基因组的近一半。也曾解说，逆转录转座子讹诈可遴荐的终局纠合DNA成立历程进行环化和第二链合成，这对它们的复制和新插入至关雄壮，90%的逆转录转座子产生eccDNA。一样，深广佩戴转座元件的eccDNA，如Alu元件、SINE、LINE、LTR和DNA转座子的生物学作用也亟待措置。其次，尽管eccDNA在恶性肿瘤中的生物学功能已被粗俗究诘，但小尺寸eccDNA佩戴的基因片断的分子功能仍不了了。佩戴MYCN片断的eccDNA也通过调理基因组重塑来运行MYCN在神经母细胞瘤中的扩增。但是，佩戴TAOK2内含子片断的eccDNA阻挠TAOK2的抒发。因此，需要进一步的究诘来阐述佩戴特定基因片断的eccDNA在促进或阻挠靶基因抒发中的真是作用。此外，其他类型的eccDNA，如佩戴增强子或疏通元件的eccDNA，在东谈主类健康和非肿瘤性疾病中的作用需要进一步探索。此外，eccDNA与其他生物历程之间的互相作用，如表不雅遗传变化、DNA修饰、三维基因组重塑和组卵白修饰，需要更详备地了解。
除了这些规模除外，还值得辩论的是生殖细胞中PiRNA和含有转座因子的eccDNA之间的潜在互相作用。PiRNA是一种相等大的小RNA，存在于生殖系细胞中，特出是精子中，况且被觉得具有部分千里默回转录转座子的功能。频年来，已有究诘解说，逆转录转座子是通过劫抓宿主细胞的alt-EJ DNA成立历程酿成eccDNA来竣工其增殖的。因此，佩戴转座因子的eccDNA过火甲基化在与piRNA互相作用中的作用值得在畴昔特出温雅。总之，畴昔的究诘可能受益于eccDNA基因组特征的全面绘图，这不错促进咱们对它们在东谈主类健康和疾病中的作用的清醒。
究诘综述了eccDNA产生的潜在机制，以及现存的检测和分析措施过火生物学标记。它还侧重于在生理和病理条目下eccDNA在基因抒发中的分子功能。此外，还强调了eccDNA行动立异生物标记物和诊疗靶点在改善东谈主类健康和诊疗疾病方面具有繁密的临床后劲。（起原：生物岛）
发布于：江苏省