酒精如何損害幹細胞並增加癌症風險

酒精如何損害幹細胞並增加癌症風險
圖片來源: Max Pixel

在捲菸之後,酒精可能是人類自願接觸的最常見的致癌物質。 然而,這種簡單的物質如何促進癌症尚不清楚。 但我們的 最新研究,使用轉基因小鼠,揭示了可能的機制。

我們之前的研究揭示了保護我們免受酒精誘導的DNA損傷的原理機制。 這種保護的第一個層次是一種酶,它將乙醇(一種酒精代謝時在體內產生的有毒副產物)轉化為無害物質。

第二級保護包括修復系統,修復乙醛對DNA造成的損害。 現在我們已經擴展了這項工作,以顯示酒精和隨後的有毒副產物如何破壞供血的細胞DNA - 血液幹細胞。

損害這種保護機制的遺傳性基因缺陷在人類中很常見。 關於500m東南亞人沒有處理乙醛的生物系統(第一級保護)。 這個地區的人經常喝酒後臉色泛紅,他們常常感到身體不適。 他們患食道癌的風險也增加了。

傷害增加四倍

我們發現經過遺傳修飾以模擬這種保護作用的小鼠在接觸單劑量酒精後,其血細胞中的DNA損傷會增加四倍,因此它們高度依賴於DNA修復系統以確保這些細胞不會不會累積不可逆轉的DNA損傷。

雖然這種情況非常罕見,但有些人缺乏能夠解除損害的DNA修復系統(二級保護)。 他們遭受了一種叫做毀滅性疾病的疾病 範可尼的貧血症 由於失血,血癌和其他類型的癌症導致過早死亡。

使用缺乏這兩種保護機制的小鼠,我們最終表明,酒精暴露會導致血細胞染色體受損,從而導致染色體重排 - 細胞核中包裝DNA的細胞核中的結構。 使用最先進的DNA測序技術,我們破譯了為這些小鼠提供血液的稀有乾細胞的基因組,並展示了它們如何被這種損傷改變。

幹細胞基因組的損傷可能導致它們功能障礙。 然而,由於這些重要細胞產生大量特化血細胞,單個乾細胞的改變的基因組可以傳遞給許多子細胞。 改變的基因組最終導致基因改變,在某些情況下,導致細胞變成癌細胞。


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不確定,但有價值的新見解

我們主要研究了老鼠的血細胞,但我們不能肯定地說酒精會導致血癌。 然而,眾所周知,酒精確實會影響血液的產生。 我們的結果在某種程度上解釋了為什麼會這樣。

研究血液的主要優點是可以通過實驗輕鬆檢查。 對於血液幹細胞尤其如此,其可以通過稱為骨髓移植的技術進行定量和功能評估。 這涉及將人們可能希望評估的干細胞移植到不再具有這種細胞的小鼠中。 隨著時間的推移,移植的干細胞開始產生新的血液,這樣做的功效與移植的干細胞的適應性有關。 因此,血液幹細胞的分析提供了一個窗口,了解酒精如何損害體內其他幹細胞,如製造腸道和肝臟的干細胞。

談話我們的新研究解釋了酒精如何破壞我們重要幹細胞中的DNA。 儘管我們證明這種損傷受到強大保護機制的限制,但這種機制的遺傳功能障礙在人類中很常見。 然而,同樣重要的是要強調,與所有保護機制一樣,它們並不完美,可能會不堪重負。 地球上的大多數生命,從細菌到哺乳動物,也都具有這種保護機制,但與人類不同,它們尚未開發出以工業規模生產酒精以供消費的能力。

關於作者

Ketan Patel,劍橋大學教授。 是MRC LMB的分子生物學家

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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