City of Hope的研究人员共同领导了第一项研究，该研究表明，表征染色体附近的遗传物质可以预测突变的致癌基因如何重新编程DNA并改变肿瘤微环境。这项脑癌研究提供了基础性知识，未来可能改善精准医疗实践，使肿瘤科医生能够为癌症患者提供更个性化的治疗。
该研究发表在《自然通讯》上。
曾经被忽视的小DNA分子在过去的十年中被发现这些环状结构，称为外染色体DNA（ecDNA），通过打破生物学规律来促进癌症的发展。
“我们的研究提供了关于不同ecDNA之间相互作用的新见解。重要的是，当ecDNA和致癌成分如EGFR蛋白或肿瘤蛋白p53大量存在时，肿瘤微环境会变得缺氧，这种状态与癌症进展、治疗抵抗和不良临床结果有关。” City of Hope整合转化科学系教授兼主任David Craig博士说，他是该研究的共同通讯作者。
空间转录组学（测量和映射DNA活性）结合基因组数据可以帮助识别肿瘤内具有共同祖先但已获得额外突变的细胞群。它们的空间分布有助于理解肿瘤的进化。
City of Hope的研究人员领导了一个团队，对一小部分胶质瘤（在大脑或脊髓中发展的肿瘤）进行了批量RNA测序、肿瘤/正常DNA测序和空间转录组学分析。通过各种实验和验证队列，他们能够识别肿瘤微环境的共同和独特特征，并开发了一个集成分析框架，可供其他人使用。
“虽然我们的论文仅评估了不同类型的脑癌，但我们概述的空间转录组学原理和基因组测序技术将有一天使医生能够为癌症患者提供更个性化的治疗。”南加州大学Keck医学院神经外科教授、生理学和神经科学教授、USC脑肿瘤中心联合主任Gabriel Zada博士说，他是该研究的共同通讯作者。
“癌症及其治疗不是一刀切的。了解ecDNA在可遗传和不可遗传细胞附近的分子活动提供了对潜在治疗靶点和癌症复发风险的深刻见解。”
研究人员证明，ecDNA驱动快速的癌细胞（致癌基因）增殖，脱离染色体，即细胞核内的线状结构，其中包含DNA和RNA。EcDNA促进了胶质瘤的发展、遗传不稳定性和单个肿瘤内的不同肿瘤细胞群体，使得癌症更难以消除。
ecDNA的动态性质可能使癌细胞适应并重新编程其基因组，以响应其微环境的变化，包括由治疗引起的变化。
“我们现在展示了癌细胞如何动态地重新编程自己的基因组以控制和响应肿瘤微环境。通过揭示这些机制，我们正在为更精确和有效的治疗铺平道路，这些治疗将针对每个患者的独特生物学特性进行定制。”Craig博士说。
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