相信很多人都有這樣的疑問(wèn)——為什么直到近年來(lái)，ecDNA才受到如此關(guān)注呢？

或許大多數(shù)讀者并不了解，在1962年，科學(xué)家們就已經(jīng)獲得了第一張顯示腫瘤細(xì)胞可能存在ecDNA的照片，并于1965年正式確認(rèn)了腫瘤細(xì)胞中存在ecDNA（當(dāng)時(shí)稱為微型染色質(zhì)小體minute chromatin bodies，這里的minute的發(fā)音是/mainju:t/，而不是/minit/）。

讀到這里，你可能會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)：為什么這樣普遍的現(xiàn)象一直沒(méi)有得到足夠的關(guān)注呢？按理說(shuō)，這幾十年前的發(fā)現(xiàn)早就應(yīng)該成為基礎(chǔ)知識(shí)，被寫入細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)等學(xué)科的教科書中。然而在我們本科甚至研究生的課堂上，相關(guān)知識(shí)卻很少被提及。在腫瘤研究領(lǐng)域，盡管上世紀(jì)60年代后有持續(xù)的證據(jù)表明ecDNA攜帶原癌基因，但為什么卻鮮有研究深入探討為何在腫瘤演化中選擇出現(xiàn)ecDNA以及它對(duì)腫瘤的意義呢？是因?yàn)閑cDNA并不重要嗎？實(shí)際上并非如此。

吳思涵較早期認(rèn)為，新技術(shù)的涌現(xiàn)反而讓科學(xué)家們忘記了思考一些最基本的問(wèn)題。

提到研究原癌基因拷貝數(shù)，很多人首先會(huì)想到什么方法呢？

吳思涵表示，很可能大多數(shù)人的第一反應(yīng)是：設(shè)計(jì)引物進(jìn)行qPCR，或者干脆直接上測(cè)序。FISH？這么老舊且費(fèi)力的方法，現(xiàn)在似乎已經(jīng)被淘汰，只有在幾十年前沒(méi)有PCR和測(cè)序時(shí)代出生的人才會(huì)使用吧。

吳思涵教授也坦誠(chéng)自己以前也曾有過(guò)這樣的天真想法。沒(méi)錯(cuò)，測(cè)序技術(shù)的發(fā)展使我們對(duì)基因組的研究精度提高，分辨率早已達(dá)到單堿基水平。但是，這種序列分辨率的提升卻以空間分辨率的犧牲為代價(jià)——我們?cè)絹?lái)越難以理解測(cè)得的某一段序列究竟位于基因組的什么位置。

也許有人會(huì)跳出來(lái)，試圖打破這種天真想法，說(shuō)人類基因組早就被測(cè)序完畢，現(xiàn)在只需拿到測(cè)序數(shù)據(jù)，通過(guò)比對(duì)就能確定其在染色體上的位置。然而，我們要明白的是，人類基因組計(jì)劃測(cè)序的是健康人的基因組，預(yù)設(shè)有46條染色體，不多不少。但是在腫瘤中，存在ecDNA，而在測(cè)序時(shí)并不關(guān)心這一點(diǎn)。因此，我們常常發(fā)現(xiàn)通過(guò)測(cè)序數(shù)據(jù)得到的基因擴(kuò)增圖譜只是顯示了染色體上的一段區(qū)域，上面畫有高低不同的曲線，代表該區(qū)域的擴(kuò)增或缺失，但卻沒(méi)有人深究擴(kuò)增的序列究竟擴(kuò)增到何處，或者干脆默認(rèn)為多個(gè)序列排列在同一條染色體上。

（如下圖所示，ecDNA與HSR中的EGFRvIII基因，通過(guò)測(cè)序制作的圖譜幾乎一樣，但通過(guò)傳統(tǒng)的FISH方法卻能揭示兩者的空間定位不同。所以說(shuō)，有時(shí)候得聽(tīng)聽(tīng)有經(jīng)驗(yàn)的人的話。）

吳思涵教授表示，第二個(gè)未被重視的原因是，傳統(tǒng)的腫瘤細(xì)胞系（established cell line）在過(guò)去幾十年中成為了研究的主要對(duì)象。然而，我們的研究表明，這類多次傳代的established cell line中，僅有40%是ecDNA陽(yáng)性的，而在PDX模型中卻高達(dá)90%。這說(shuō)明，研究對(duì)象的“先天”不足，也可能導(dǎo)致ecDNA受到忽視。近年來(lái)，越來(lái)越多的科學(xué)家支持使用PDX或患者來(lái)源的細(xì)胞（PDC）進(jìn)行研究，并指出established cell line存在各種缺陷。因此，未來(lái)可能會(huì)有更多的科學(xué)家加入研究ecDNA的行列。

還有一個(gè)可能的原因是技術(shù)的限制。研究ecDNA需要觀察有絲分裂中期的metaphase核型。制備metaphase必須使用處于有絲分裂狀態(tài)的細(xì)胞，因此無(wú)法直接在組織塊中進(jìn)行研究，必須先進(jìn)行原代分離培養(yǎng)。而一旦使用傳統(tǒng)的培養(yǎng)方案而非近年來(lái)推崇的無(wú)血清球培養(yǎng)方案，就可能轉(zhuǎn)變?yōu)閑stablished cell line，有可能失去ecDNA。此外，制備metaphase的步驟也相對(duì)繁瑣，并非每個(gè)人都愿意去完成。

綜上所述，這些因素或多或少地導(dǎo)致ecDNA直到近年才受到足夠的關(guān)注。隨著我們對(duì)腫瘤研究方法的改進(jìn)和對(duì)研究對(duì)象的重新審視，相信ecDNA在未來(lái)的癌癥研究中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。（內(nèi)容來(lái)源：吳思涵教授）

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吳思涵?教授

博士，美國(guó)德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（UTSW）助理教授。2009年本科畢業(yè)于中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，后進(jìn)入中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院攻讀博士學(xué)位。2014年赴美開(kāi)展博士后研究工作，就職于Ludwig癌癥研究所圣迭戈分所，并先后在美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校醫(yī)學(xué)院與斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)從事研究員工作。2021年獲德克薩斯癌癥預(yù)防與研究學(xué)院（CPRIT）資助，加入U(xiǎn)TSW的兒童研究所，任職助理教授。吳博士長(zhǎng)期從事腫瘤學(xué)研究，近年參與發(fā)現(xiàn)了腫瘤染色體外DNA（Extrachromosomal DNA，ecDNA）的結(jié)構(gòu)與功能，在腫瘤基因組學(xué)與遺傳學(xué)領(lǐng)域掀起新的研究熱潮。其研究工作發(fā)表于Nature，Nature Genetics等期刊，并獲邀為Nature Reviews Cancer，Annual Review of Pathology等雜志撰寫綜述。

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王程揚(yáng)?博士

王程揚(yáng)，上海嘉因生物聯(lián)合創(chuàng)始人，UCLA生物信息學(xué)博士，上海市“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”啟明星。長(zhǎng)期從事表觀遺傳學(xué)，空間轉(zhuǎn)錄組方面的研究。在國(guó)際頂尖期刊發(fā)表多篇論文，包括Nature, Nature Communications, The EMBO Journal ，Nucleic Acids Research 等雜志。

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