कैंसर एपिजेनेटिक्स

कैंसर एपिजेनेटिक्स जीन अभिव्यक्ति में होने वाले वंशानुगत परिवर्तनों का अध्ययन करता है जो डीएनए अनुक्रम को बदले बिना घातक परिवर्तन में योगदान करते हैं। यह बताता है कि कैंसर कोशिकाएं अपने डीएनए-मेथिलीकरण, हिस्टोन-संशोधन और क्रोमेटिन परिदृश्य को कैसे बदलती हैं ताकि ट्यूमर-दमनकारी जीन निष्क्रिय हो जाएं और जीनोम अस्थिर हो जाए, और ये प्रतिवर्ती परिवर्तन आनुवंशिक उत्परिवर्तन के साथ कैसे सहयोग करते हैं।

Definition

कैंसर एपिजेनेटिक्स एपिजेनेटिक परिवर्तनों — मुख्य रूप से असामान्य डीएनए मेथिलीकरण और हिस्टोन संशोधन — का अध्ययन है जो कैंसर कोशिकाओं में होते हैं और जीन अनुक्रम के बजाय जीन अभिव्यक्ति को बदलकर ट्यूमर की शुरुआत और प्रगति में योगदान करते हैं।

Scope

यह प्रविष्टि कैंसर कोशिका के परिभाषित एपिजेनेटिक परिवर्तनों — वैश्विक डीएनए हाइपोमेथिलीकरण, फोकल प्रमोटर हाइपरमेथिलीकरण, बाधित हिस्टोन चिह्न, और क्रोमेटिन-रीमॉडलर उत्परिवर्तन — और कैंसर जीनोम के पूरक के रूप में कैंसर एपिजीनोम की अवधारणा को शामिल करती है। यह तंत्र और साक्ष्य पर एक शैक्षिक संदर्भ है, न कि नैदानिक ​​ऑन्कोलॉजी मार्गदर्शन।

Core questions

• कैंसर जीनोम एक साथ वैश्विक हाइपोमेथिलीकरण और स्थानीय हाइपरमेथिलीकरण क्यों दिखाते हैं?
• ट्यूमरजेनेसिस में एपिजेनेटिक और आनुवंशिक परिवर्तन कैसे सहयोग करते हैं?
• कौन से एपिजेनेटिक परिवर्तन चालक हैं और कौन से यात्री हैं?
• कैंसर एपिजीनोम को कैसे मैप किया जा सकता है और चिकित्सकीय रूप से इसका कैसे उपयोग किया जा सकता है?

Key concepts

• कैंसर एपिजीनोम
• वैश्विक डीएनए हाइपोमेथिलीकरण
• प्रमोटर CpG-द्वीप हाइपरमेथिलीकरण
• ट्यूमर-दमनकारी जीन का निष्क्रिय होना
• एपिजेनेटिक-आनुवंशिक सहयोग
• असामान्य हिस्टोन संशोधन
• क्रोमेटिन-रीमॉडलर उत्परिवर्तन

Mechanisms

कैंसर कोशिकाएं विशेष रूप से जीनोम के अधिकांश हिस्से में डीएनए मेथिलीकरण खो देती हैं, जबकि विशिष्ट जीनों के प्रमोटरों में CpG द्वीपों पर सघन मेथिलीकरण प्राप्त करती हैं। जीनोम-व्यापी हाइपोमेथिलीकरण गुणसूत्र अस्थिरता और सामान्य रूप से दमित अनुक्रमों के पुनर्सक्रियन से जुड़ा है, जबकि फोकल हाइपरमेथिलीकरण ट्यूमर-दमनकारी जीनों को निष्क्रिय कर देता है, जिससे कार्य के उसी नुकसान के लिए एक गैर-उत्परिवर्तन मार्ग प्रदान होता है जो विलोपन या बिंदु उत्परिवर्तन के कारण होता है। ये डीएनए-मेथिलीकरण परिवर्तन परिवर्तित हिस्टोन संशोधनों और क्रोमेटिन-रीमॉडलिंग और हिस्टोन-संशोधित एंजाइमों में उत्परिवर्तन के साथ होते हैं, जो मिलकर कैंसर एपिजीनोम को नया आकार देते हैं। क्योंकि इन चिह्नों का लेखन और मिटाना एंजाइम-मध्यस्थ होता है, ये परिवर्तन संभावित रूप से प्रतिवर्ती होते हैं, जो उन्हें आनुवंशिक घावों से अलग करता है।

Clinical relevance

कैंसर एपिजीनोम बायोमार्कर उत्पन्न करता है जिसका उपयोग पहचान, वर्गीकरण और पूर्वानुमान के लिए अनुसंधान में किया जाता है, और यह उपचारों के एक उभरते वर्ग का लक्ष्य है। यह प्रविष्टि केवल अभिविन्यास के लिए तंत्र और साक्ष्य का सारांश प्रस्तुत करती है और किसी भी रोगी के लिए नैदानिक ​​या उपचार संबंधी सिफारिशें प्रदान नहीं करती है।

Epidemiology

असामान्य डीएनए मेथिलीकरण और अन्य एपिजेनेटिक परिवर्तन अध्ययन किए गए लगभग सभी मानव कैंसर प्रकारों में प्रलेखित किए गए हैं, जिससे एपिजेनेटिक डिसरेगुलेशन दुर्दमता की लगभग सार्वभौमिक विशेषता बन गई है; प्रभावित विशिष्ट जीन और उनकी आवृत्तियां ट्यूमर के प्रकार के अनुसार भिन्न होती हैं।

History

कैंसर एपिजेनेटिक्स 1980 के दशक में इस अवलोकन के साथ उभरा कि ट्यूमर जीनोम विश्व स्तर पर हाइपोमेथिलेटेड थे, जिसके बाद यह खोज हुई कि ट्यूमर-दमनकारी प्रमोटरों को हाइपरमेथिलीकरण द्वारा निष्क्रिय किया जा सकता है। जोन्स और बेय्लिन की 2002 की समीक्षा ने कैंसर में एपिजेनेटिक घटनाओं की भूमिका को स्पष्ट किया, उनके 2007 के संश्लेषण ने कैंसर एपिजीनोम को तैयार किया, और उनके 2011 के पूर्वव्यापी अध्ययन ने एक दशक की अनुवाद संबंधी प्रगति का पता लगाया, जिससे इस क्षेत्र को कैंसर आनुवंशिकी के समानांतर स्थापित किया गया।

Debates

क्या एपिजेनेटिक परिवर्तन दुर्दमता के कारण हैं या परिणाम?

ड्राइवर एपिजेनेटिक परिवर्तनों को अलग करना जो ट्यूमरजेनेसिस को बढ़ावा देते हैं, उन यात्री परिवर्तनों से जो केवल घातक स्थिति के साथ होते हैं, अभी भी मुश्किल है, क्योंकि एपिजेनेटिक चिह्न गतिशील होते हैं और ट्यूमर के परिवर्तित सेलुलर वातावरण पर प्रतिक्रिया करते हैं।

Key figures

• Peter A. Jones
• Stephen Baylin
• Manel Esteller
• Andrew P. Feinberg

Seminal works

• jones-baylin-2002
• jones-baylin-2007
• esteller-2008
• baylin-jones-2011

Frequently asked questions

क्या कैंसर केवल एपिजेनेटिक परिवर्तनों से हो सकता है?

एपिजेनेटिक परिवर्तन ट्यूमर-दमनकारी जीनों को निष्क्रिय कर सकते हैं और दुर्दमता में योगदान कर सकते हैं, लेकिन अधिकांश कैंसर में वे पूरी तरह से अपने दम पर कार्य करने के बजाय आनुवंशिक उत्परिवर्तन के साथ मिलकर कार्य करते हैं।

कैंसर में एपिजेनेटिक परिवर्तनों को प्रतिवर्ती क्यों माना जाता है?

डीएनए उत्परिवर्तन के विपरीत, मेथिलीकरण और हिस्टोन चिह्न एंजाइमों द्वारा जोड़े और हटाए जाते हैं, इसलिए सिद्धांत रूप में उन्हें रीसेट किया जा सकता है — यही कारण है कि वे आकर्षक चिकित्सीय लक्ष्य हैं।