肿瘤周六班张伟杰结课文章：癌症与ecDNA的关系
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西 北 农 林 科 技 大 学
本 科 生 课 程 考 试 试 卷 封 面
（课程名称： 肿瘤学与基因组医学 ）
学位课□ 选修课√ 补修课□
本科生年级、姓名、学号 2019级 张伟杰 2019013889
所在教学班、课程号 1班每周六6～7节、2160407
本人课堂序号（1-33） 27
所 在 学 院 及 专 业 生命科学学院生物科学类
任 课 教 师 姓 名 张德礼
考 试 日 期 2019.12.28
考 试 成 绩
评 卷 教 师 签 字 处
西北农林科技大学本科生课程考试试题
（2019 —-2020 学年第 1 学期 ）
考核对象 全校本科生
课程名称 肿瘤学与基因组医学 考试方式 开卷
命题教师 张德礼
考试时间 2010 年 12月 21日至 12月27日
2019秋西农张德礼《肿瘤学与基因组医学》通识课纸质版本结课文章:
总体要求，独立思考，独一无二；
内容限定课程名称《肿瘤学与基因组医学》范畴以内，1000－2000字，重点突出；
标题自定，不超过21字；
课堂上讲台科研创新构想口头报告合格者，直接提交纸质版本科研创新构想口头报告及相应综述报告即可；
未做科研创新构想口头报告，但撰写合格综述报告(约3000字，参考文献15－20篇，以近几年英文期刊文献为主)者，直接提交结课综述报告即可。
也就是说，提交合格科研创新构想口头报告或结课综述最好，就不必提交上述结课文章。
说明：
1．所有栏目要求填写清楚，用计算机打印。
2．2019年12月28日最后一次课前必须交卷，并按班级点名顺序整理好以便评阅。
癌症与ecDNA的关系
石林
前言：此文章是由本人偶然之间看到的一篇有关该方面的研究报道以及之后自己对此所查找的资料总结的，也即是自己所总结的有关此领域的研究的一篇文章。
对于癌症与ecDNA的关系，首先进行介绍的是何为ecDNA。ecDNA全称为ExtraChromosomal DNA意味染色体外DNA（不论核内核外）。
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回顾高中所学到的有关染色体的知识，就正常人体来说22对常染色体1对性染色体（男性为XY女性为XX）。再说有关单条染色体，染色体是由染色质高度螺旋化缩短变粗所形成的，再者染色质由组蛋白和DNA所组成，DNA中含有基因片段（如与癌症有关的基因）与非基因片段，基因片段中又含有外显子与内含子，而这两者又是由一个个排列在一起的碱基对（base pair）所组成的。
较之染色体DNA今天所提到的ecDNA与其的不同又主要包括以下两个方面。其一从外观上ecDNA的大小和形状差别很大，从大小上来看，ecDNA小到只有几百bp（base pair即碱基对的数目）大到百万级别的bp，而染色体DNA往往是几千万到几亿bp的规模；从形状上来说ecDNA有的长度是线性，有的则是环状，而染色体DNA则是扭曲的线性。其二从遗传角度来讲ecDAN由于没有着丝粒，所以他们往往是随机分配到复制后的细胞，而染色体DNA则是按照平均分配的原则。
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再说癌症基因与ecDNA的关系，谈及着就有从ecDNA的发现史开始谈起，其与癌症基因的关系也是在这一过程中被发现的。1956年有学者在《the Lancet》上发表一篇研究，作者在观察来自癌症患者的癌细胞时发现，癌细胞在分裂的过程中，除了我们常见的完整染色体外，会在染色体外出现一些细小的被染色的颗粒（但在当时并未引发太大的反响与关注）。2014年美国加州大学圣地亚哥分校Ludwig癌症研究所的Paul Mischel教授领导的研究团队重新研究了ecDNA，发现ecDNA竟然和癌症治疗中的抗药性有关，能影响EGFR（原癌基因的表达产物）基因相关的靶向治疗效果（发表于《science》）。2017年Paul Mischel教授领导的研究团队通过对17种癌症的系统性研究，发现人类一半的癌细胞类型中存在ecDNA，但是在正常细胞中，ecDNA的存在就十分罕见（发表于《nature》）。2019年Paul Mischel教授研究团队采用扫描电镜、透射电镜、3D结构照明、二代测序optical mapping等多种技术结合在一起，研究ecDNA的结构。结果发现， ecDNA有着特殊的结构——环状，并用双色FISH技术证明。同时发现ecDNA上所包含的基本都是癌基因，且这些癌基因在ecDNA上的表达甚至超过了癌基因在染色体上的表达，并且存在于染色体上得癌基因在表达发挥作用时更多的是从染色体上脱落下来的ecDNA在发挥作用。此外美国凯斯西储大学的Peter C. Scacheri与加州大学圣地亚哥分校的Jeremy N. Rich合作发现ecDNA的出现，可以让癌基因与邻近的增强子（增强转录）相互联系，并且加强已有的表达，甚至是建立新的联系，促进癌症的发展（发表于《cell》）；ecDNA的环状结构可以让两个本来很远的DNA片段被连接在一起。
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总结起来就是ecDNA是一个环状结构其可以将相距很远的DNA片段连接在一起，而这些DNA片段有极有可能时从染色体上脱落下来的癌基因，因此构成了一个包含许多癌基因的环状结构，而这一环状结构又可以加强其上癌基因的表达，此外由于ecDNA所存在分裂时不平均分配的原则，一个子细胞里，可能获得大量的ecDNA，而它上头可能全是致癌的基因，进而获得了一个极具危害的细胞。
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