最近，一項刊登在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中，來自耶魯大學(xué)的科學(xué)家們通過研究在人類基因中發(fā)現(xiàn)了“超級熱點區(qū)域”（hyperhotspots），相比基因組平均水平而言，這些位點對來自太陽光紫外線輻射的敏感程度是前者的170倍。暴露于紫外線輻射中往往是引發(fā)皮膚癌的主要原因，而對這些超級熱點區(qū)域進(jìn)行篩選或許能幫助有效預(yù)測個體患皮膚癌的風(fēng)險。

研究者對熱點區(qū)域非常熟悉，但對超敏感熱點區(qū)域（ultra-sensitive hotspots）卻并不熟悉；研究者Douglas Brash說道，基因組中這些位點的敏感性是其它位點的100倍，名為“環(huán)丁烷嘧啶二聚體超熱點”（cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) hyperhotspots）就是根據(jù)紫外線所誘發(fā)的DNA損傷類型而進(jìn)行命名的，其被認(rèn)為是能吸引破壞性輻射的“靶心”熱點區(qū)域。這項研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，這種情況通常發(fā)生于黑色素細(xì)胞（melanocytes）中。

研究者表示，我們認(rèn)為，引發(fā)癌癥的DNA損傷和突變發(fā)生往往是罕見事件，但研究表明，至少在皮膚癌中，基因組中就存在一些特殊靶點能被紫外線輻射所“擊中”。隨后研究者設(shè)計了一種方法來標(biāo)記CPDs位點，并利用高通量DNA測序技術(shù)來對基因組中的標(biāo)記進(jìn)行圖譜繪制，隨后他們開發(fā)出了一組統(tǒng)計學(xué)方法來對與平均基因組相關(guān)的CPDs過量表達(dá)的位點進(jìn)行定量分析。

研究者指出，這些熱點區(qū)域位于基因附近，其能作為紫外線輻射直接損傷細(xì)胞的直接通路，研究者所鑒別出的超級熱點區(qū)域位點是一組相同的DNA序列，其能控制DNA轉(zhuǎn)化成為RNA和蛋白質(zhì)（細(xì)胞調(diào)節(jié)生長的方式）。在紫外線輻射的曬傷程度下，機(jī)體皮膚黑色素細(xì)胞中的超級熱點區(qū)域常常會被紫外線輻射所影響，一個人會實時不斷地經(jīng)歷由紫外線輻射所引起的特殊細(xì)胞生長的扭曲過程，這并不像之前認(rèn)為的是隨機(jī)的或不可預(yù)測的。

那么為何機(jī)體進(jìn)化不希望擺脫這些問題呢？實際上，進(jìn)化并不會消除這些靶心，這或許就是一種暗示，即細(xì)胞能利用超級熱點區(qū)域來感知環(huán)境；超級熱點區(qū)域的存在表明，由致癌物紫外線輻射等所引發(fā)的突變或許并不是完全隨機(jī)的，黑色素瘤中與基因調(diào)節(jié)相關(guān)的突變或許在CPD超級熱點區(qū)域中出現(xiàn)的頻率是其它地方的2萬倍。

如今研究人員開發(fā)了一種新方法來推測人群患皮膚癌的風(fēng)險，評估疾病風(fēng)險的重要因素就是個體此前紫外線的暴露情況，目前臨床醫(yī)生缺乏一種客觀的測定方法，通常依賴于患者對以前曬傷的記憶，如果醫(yī)生們能對來自患者機(jī)體一小塊皮膚進(jìn)行超級熱點區(qū)域的檢測，他們就能獲取這些位點此前曬傷所造成的DNA損傷的真實圖像，從而就能更好地理解患者的暴露史及患皮膚癌的風(fēng)險。因此，皮膚科醫(yī)生應(yīng)該密切關(guān)注高危人群，以便能夠盡可能早地診斷并治療皮膚癌患者。

原始出處：

Sanjay Premi, Lynn Han, Sameet Mehta, et al. Genomic sites hypersensitive to ultraviolet radiation, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1907860116