融合基因,这一形成于两个独立基因之间的混合基因,已被确认在多种人类肿瘤中普遍存在。由于其在肿瘤生成中的关键角色,科学家们对这些基因的研究不断深入,以便能够准确诊断癌症并预测其预后。了解融合基因的生成机制及其所引发的生物学变化,能帮助我们重新思考癌症的本质及治疗方式。
融合基因的出现不仅是基因组中的错误,还可能是肿瘤细胞演化的结果。
融合基因最早于1980年代在癌细胞中被发现,这一发现源于1960年在费城的研究,彼得·诺威尔和大卫·亨戈福德首次描述了与慢性髓性白血病相关的小型异常染色体,后来命名为费城染色体。透过后续的研究,珍娜·罗威里揭示了该染色体是由9号和22号染色体间的易位而形成,而不是简单的删除。
费城染色体的发现不仅识别了肿瘤的生物标记,还开启了对融合基因深入研究的时代。
自那时起,科学家已知融合基因在肿瘤形成中的重要性。这些基因能生成比非融合基因更为活跃的异常蛋白,有时候就成为了致癌基因。例如,BCR-ABL、TEL-AML1和TMPRSS2-ERG等融合基因,与各种血液肿瘤、肉瘤及前列腺癌密切相关。这些基因产物可能具备全新的功能,显著改变癌症的表现与进展。
在肿瘤发展过程中,融合基因的形成可透过提升基因表达来促进肿瘤生长。
在癌症诊断中,针对特定染色体异常及其相关融合基因的检测,已成为重要的指标。常用的检测方法包括染色体带状分析、原位杂交技术和逆转录聚合酶链反应等。尽管这些方法各具优缺点,新兴的高通量测序技术与定制的DNA微阵列却带来了更高效的检测手段。
融合基因在基因结构演化中扮演了重要的角色。它通常导致新基因的出现,这一过程会透过重复、序列分化及重组等事件推动。当发生在编码序列中时,融合基因会组成新的基因,赋予其新功能;而在非编码区域的融合则可能导致基因表达的误调控。
研究人员还可以故意创造融合基因来进行科学研究,这种方法可以帮助研究基因表达和基因调控机制。通过将报告基因与目标基因的调控元件融合,研究者不仅能测量基因调控的活性水平,还能识别基因的调控位点,甚至可以在特定细胞中控制所需基因的表达。
这种技术不仅推动了癌症研究的发展,还开启了新的治疗思路。
随着对融合基因研究的深入,我们愈加明了其在癌症进展中的角色,并逐渐实现将这些知识应用于临床诊断和治疗中。融合基因的存在确实改变了癌症的命运,但在未来,我们是否能克服这些基因的挑战,找到更加有效的治疗方法呢?