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国际研究团队探索切尔诺贝利辐射的遗传效应

来源:互联网 作者:羽昕 人气:0 发布时间:2021-08-31 16:11:37
国际研究团队探索切尔诺贝利辐射的遗传效应 在两项具有里程碑意义的研究中,研究人员使用尖端的基因组工具来调查暴露于 1986 年乌克兰北部切尔诺贝利核电站事故中已知的致癌

国际研究团队探索切尔诺贝利辐射的遗传效应

 

在两项具有里程碑意义的研究中,研究人员使用尖端的基因组工具来调查暴露于 1986 年乌克兰北部切尔诺贝利核电站事故中已知的致癌物电离辐射对健康的潜在影响。一项研究发现,没有证据表明父母的辐射暴露会导致新的遗传变化从父母传给孩子。第二项研究记录了在儿童或胎儿暴露于事故释放的辐射后患甲状腺癌的人的肿瘤的遗传变化。

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在灾难发生 35 周年前后发表的研究结果来自美国癌症研究所 (NCI) 的研究人员领导的国际调查小组,该研究所是美国国立卫生研究院的一部分。这些研究于 4 月 22 日在线发表在《科学》杂志上。

 

“自从广岛和长崎原子弹爆炸以来,人们一直在研究关于辐射对人类健康影响的科学问题,切尔诺贝利事件和日本福岛海啸之后的核事故再次提出,”斯蒂芬·J·查诺克说,医学博士,NCI 癌症流行病学和遗传学部 (DCEG) 主任。 “近年来,DNA 测序技术的进步使我们能够开始解决一些重要问题,部分是通过在精心设计的流行病学研究中进行的综合基因组分析。”

 

切尔诺贝利事故使周边地区的数百万人暴露在放射性污染物中。研究提供了当今关于核电站事故辐射暴露引起癌症的大部分知识。新研究建立在此基础上,使用下一代 DNA 测序和其他基因组表征工具来分析受灾乌克兰人的生物样本。

 

第一项研究调查了长期存在的问题,即辐射暴露是否会导致父母传给后代的遗传变化,正如一些动物研究所表明的那样。为了回答这个问题,Chanock 博士和他的同事分析了 1987 年至 2002 年间出生的 130 人及其 105 对父母的完整基因组。

 

父母中的一个或两个曾经是帮助清理事故的工人,或者因为他们住在事故现场附近而被疏散。每个父母都接受了长期暴露于电离辐射的评估,这可能是由于食用受污染的牛奶(即在被放射性沉降物污染的牧场放牧的奶牛的牛奶)而发生的。母亲和父亲经历了一系列辐射剂量。

 

研究人员分析了成年儿童的基因组,以发现一种被称为从头突变的特定类型的遗传性遗传变化的增加。从头突变是在一个人的配子(精子和卵子)中随机出现的遗传变化,可以传染给他们的后代,但在父母身上没有观察到。

 

对于研究中父母所经历的辐射暴露范围,全基因组测序数据中没有证据表明他们在事故发生后 46 周至 15 岁之间出生的孩子的新生突变数量或类型增加.在这些儿童中观察到的 de novo 突变数量与具有可比特征的一般人群高度相似。因此,调查结果表明,事故造成的电离辐射暴露对后代的健康影响很小,如果有的话。

 

“我们认为这些结果让 2011 年事故发生时住在福岛的人们非常放心,”查诺克博士说。 “众所周知,日本的辐射剂量低于切尔诺贝利核电站记录的辐射剂量。”

 

在第二项研究中,研究人员使用新一代测序技术分析了 359 名儿童或子宫内暴露于切尔诺贝利核事故释放的放射性碘 (I-131) 的电离辐射和 81事故发生九个多月后出生的未暴露个体。甲状腺癌风险增加是事故后观察到的最重要的不利健康影响之一。

 

电离辐射产生的能量会破坏 DNA 中的化学键,导致多种不同类型的损伤。这项新研究强调了一种特定类型的 DNA 损伤的重要性,这种损伤涉及甲状腺肿瘤中两条 DNA 链的断裂。 DNA双链断裂与辐射暴露之间的关联对于年龄较小的儿童暴露更强。

 

接下来,研究人员确定了每个肿瘤中癌症的候选“驱动因素”——改变使癌症能够生长和存活的关键基因。他们确定了超过 95% 肿瘤的驱动因素。几乎所有的改变都涉及同一信号通路中的基因,称为丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 通路,包括基因 BRAF、RAS 和 RET。

 

受影响的基因组与之前甲状腺癌研究中报道的相似。然而,研究人员观察到基因突变类型分布的变化。具体而言,在切尔诺贝利研究中,儿童时期暴露于较高辐射剂量的人群中发生的甲状腺癌更有可能是由基因融合引起的(当两条 DNA 链断裂,然后错误的片段重新连接在一起时),而那些在未暴露的人或暴露于低水平辐射的人更有可能是由点突变(基因关键部分的单碱基对变化)引起的。

 

结果表明,DNA 双链断裂可能是暴露于环境中的辐射后的早期遗传变化,随后导致甲状腺癌的生长。研究人员补充说,他们的发现为进一步研究辐射诱发的癌症奠定了基础,特别是那些涉及风险差异与剂量和年龄相关的癌症。

 

“这项研究的一个令人兴奋的方面是有机会将肿瘤的基因组特征与有关辐射剂量的信息联系起来——辐射剂量是可能导致癌症的风险因素,” DCEG 放射流行病学分会,领导了这项研究的博士副主任 Lindsay M. Morton 博士说。

 

“癌症基因组图谱为如何全面分析肿瘤特征设定了标准,”莫顿博士继续说道。 “我们扩展了这种方法以完成第一项大型基因组景观研究,其中潜在的致癌暴露得到了很好的表征,使我们能够研究特定肿瘤特征与辐射剂量之间的关系。”

 

她指出,这项研究是通过大约 20 年前切尔诺贝利组织库的创建而实现的——早在这项技术被开发出来进行当今常见的基因组和分子研究之前。

 

“这些研究代表了我们小组第一次使用我们在乌克兰的同事收集的生物样本进行分子研究,”莫顿博士说。 “组织库是由有远见的科学家建立的,目的是从高度污染地区的居民身上收集甲状腺癌的肿瘤样本。这些科学家认识到未来技术会取得重大进展,研究界现在正从他们的远见中受益.”

 

 

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