在胶质母细胞瘤（一种脑癌）中，肿瘤细胞将几个不同的基因“开关”滑入与染色体分离的环状DNA片段中，称为染色体外DNA。在一项新的研究中，研究人员表明，被劫持的开关对于推动癌症的生长至关重要。
胶质母细胞瘤细胞有x形染色体（蓝色）和癌基因EGFR通常存在的区域（绿色），但也有圆形的DNA片段（红色）和许多附加的EGFR副本。
的功劳：梅根·皮亚扎博士，凯斯西储大学的
癌细胞为了维持其生长、存活而不遗余力，传播。现在科学家们相信他们已经发现了另一种癌症细胞可以支持自身不受控制的生长的方式。
这一发现源于对脑癌细胞的研究，人们知道脑癌细胞可以将癌基因的多个拷贝潜入与染色体分离的环状DNA片段中。在NCI资助的新研究中，科学家们发现，脑癌细胞也会将几种不同的基因“开关”插入这些DNA环中，这些“开关”有助于激活基因。
开关（也称为增强剂或调节元件）激活复制的癌基因，对推动癌症的生长至关重要，研究人员发现，
这一发现发表在11月27日的《细胞》杂志上，支持了人们对癌症的另一种思考方式，Case Western Reserve University的Peter Scacheri博士说，
“我们认为不仅仅是癌基因是癌症的驱动因素，它是癌基因加上调控因子，他解释说：
目前许多癌症治疗的目标是由关键癌基因产生的改变蛋白质。但是，根据新的发现，“我们正在考虑如何针对这些圆圈上重要的额外DNA，”斯卡切里博士说。“我们正在考虑如何利用这一新知识进行治疗。”
癌基因
的额外拷贝大约40年前，科学家注意到一些癌细胞反复复制和粘贴-有时是其DNA中同一癌基因的50倍以上。这种现象称为癌基因扩增，在某些类型的癌症中很常见。
例如，在一种侵袭性的脑癌中称为胶质母细胞瘤，肿瘤细胞通常有许多EGFR癌基因的拷贝。
许多科学家认为，仅仅拥有一个癌基因的拷贝就可能导致一个细胞癌变，NCI癌症生物学部门的DNA和染色体畸变分支的博士伊恩·芬格曼解释说，他说：
是一个非常“以基因为中心”的观点。基因是DNA的一部分，包含了制造蛋白质的信息。
并不是研究基因，Scacheri博士和他的同事们想知道胶质母细胞瘤中的其他DNA片段，如调控元件，是否与EGFR一起被扩增。
首先，研究小组在174个胶质母细胞瘤样本中寻找了围绕EGFR扩增的DNA模式。结果发现几乎每一个肿瘤都含有与EGFR相同的两个开关。他们发现，这些开关还激活了缺乏基因扩增的细胞中的EGFR。
“当基因被扩增时，它们似乎正在收集控制其表达的调控元素，斯卡切里博士说：
令人惊讶的是，“特异性增强剂总是与癌基因共同扩增，”芬格曼博士说。他补充说，这表明，随着时间的推移，某些增强子可能会被放大，因为它们为癌细胞提供了优势。
多种开关
进一步的实验发现，在几个胶质母细胞瘤样本中，在放大的EGFR附近有多种开关。与其他两个开关不同的是，这些元素通常是从染色体上的EGFR中分离出来的，通常不会激活基因。
在一些胶质母细胞瘤样本中，扩增的EGFR和伴随的on开关是在与染色体分离的DNA环中发现的。
此外，开关似乎是对胶质母细胞瘤细胞至关重要。当科学家们使用DNA编辑技术分别干扰每个开关时，表皮生长因子受体基因表达和细胞存活
“在DNA循环中，基因和增强子之间的接触有可能通过增加基因表达来促进癌细胞的生长，”Fingerman博士指出，
在一些胶质母细胞瘤细胞中，on开关的拷贝数多于EGFR的拷贝数。斯卡切里博士解释说，研究人员认为，开关的数量和种类都是为了帮助癌细胞生存和生长而优化的。此外，通常与癌基因相距较远的开关的扩增可能是一种比胶质母细胞瘤更普遍的现象。研究人员注意到九种不同类型的癌症，包括髓母细胞瘤、神经母细胞瘤和肾母细胞瘤的样本中有相似的扩增模式。
许多具有这种模式的癌症是很难治疗的侵袭性癌症，Scacheri博士指出。
神秘的DNA圈
研究人员已经知道50多年了，DNA圈（也称为染色体外DNA）在癌细胞中很常见，关于它们是如何形成的以及它们的目的是什么仍然有很多问题。
的一个想法是，当一个染色体被粉碎并重新组合在一起时，它们就产生了，这一事件被称为染色单胞菌。研究人员写道，这种可能性可以解释为什么从染色体的遥远部分转换到带有EGFR的DNA圈中。
也不清楚DNA圈中包含了什么遗传信息，但新技术让研究人员能够更仔细地观察，Scacheri博士解释道。
“我们可以通过EGFR来解释假设[DNA环]只是携带癌基因，其他一切都是垃圾。但事实证明，大多数额外的DNA是重要的，“他补充道，”对于癌细胞来说，
可能有很多癌基因的拷贝和在小的DNA圈中的开关，而不是在一个大的、紧密排列的染色体中，这是有好处的，Scacheri博士解释道。
例如，最近的另一项研究表明，DNA环中的基因比染色体中的基因更容易激活，这可能使癌细胞更容易增加癌基因的表达。
DNA环也可能使癌细胞对癌症治疗等应激反应更具适应性，Scacheri博士建议。事实上，2013年的一项研究表明，在胶质母细胞瘤细胞中，DNA环中EGFR的拷贝数可以上下移动，以帮助细胞抵抗阻断EGFR的药物的作用。
此外，Fingerman博士指出，并不是所有肿瘤细胞的DNA环数都相同。这种多样性可能会影响肿瘤对治疗的反应，他说，
Scacheri博士和他的同事计划进一步研究DNA循环，并希望找到一种方法来瞄准它们携带的许多on开关。
因为on开关通过激活基因转录来工作，治疗的目标是转录的各个方面，Fingerman博士说，像组蛋白去乙酰化酶抑制剂这样的药物，也可能是一种探索的途径
