近日，来自上海交通大学医学院和美国俄亥俄州立大学综合癌症中心的研究人员在新研究中证实，生殖干细胞基因PIWIL2在DNA损伤修复中扮演着重要角色。该发现为肿瘤的早期防治提供了新的潜在手段和途径。相关研究成果于11月16日发表在《PLOS ONE》杂志上。
领导这一研究的是上海交通大学医学院的高建新教授。高教授早年于上海第二医科大学获得免疫学与医学博士学位，之后在加拿大达尔豪斯大学免疫学与炎症学系从事博士后研究。目前，他同时任职于上海交通大学医学院附属仁济医院干细胞研究中心以及俄亥俄州立大学医学中心综合癌症中心和病理学系。
肿瘤作为人类健康的第一大杀手，已引起全球科学家的广泛关注。肿瘤的发生始于细胞内DNA损伤后发生基因突变，导致细胞功能改变和增殖失控。DNA损伤每天都在人体内发生，而人体自身的修复机制成为早期预防肿瘤的一道天然屏障。DNA修复过程涉及染色质解链、修复蛋白激活并聚集到损伤部位。目前，国际上关于DNA修复的研究聚焦于染色质松弛和解链后的修复过程，但对于修复早期染色质如何松弛和解链的机制，了解甚少。
正常情况下，PIWIL2仅表达于睾丸的生殖干细胞和精原细胞中。2010年，高建新团队发现PIWIL2基因的异位、异化激活产生的Piwil2-like（PL2L）蛋白与肿瘤干细胞的发展有关。
在这项新研究中，研究人员发现PIWIL2基因在电离辐射、紫外线照射以及化学药剂等诱发的DNA损伤修复中扮演了重要角色。在DNA未受损时，细胞内的PIWIL2基因基本沉默；当受到急性辐射或化学药物作用导致DNA受损时，原本沉默的PIWIL2基因会被短暂激活，参与调节染色质松弛和解链，从而促进DNA修复。细胞染色质紧密的双链结构得以松弛，是实现其他蛋白质对染色质内部进行准确、有效修复的关键。修复完成后，PIWIL2基因又恢复到原有水平。对于PIWIL2缺陷的细胞，受损DNA因缺少该基因而无法成功解链，进而无法完成修复，细胞可能走向衰老、凋亡或向肿瘤细胞转化，丧失对细胞分裂的控制，最终导致肿瘤形成。
该研究阐明了PIWIL2基因在DNA修复过程中的作用，为深入研究其生物学功能以及开发癌症防治新策略提供了新视角。此外，研究者认为PIWIL2基因未来可能作为一种新的生物标志物，用于检测和评估人体因急性辐射造成的损伤。