真核细胞的遗传物质主要为DNA，有许多证据表明，基因发生改变是早生成肿瘤产生的重要原因之一。

下面，首先从基因突变的水平上来回答这个问题。
关于基因的数目众说纷纭，但大多徘徊在几万个左右。在这几万个基因当中，与肿瘤产生相关的基因（Tumor Associated Gene）可以被划分为下面两大类：

  • 原癌基因（proto-oncogene）（本来我写成了“致癌基因”，有些同学回复说这个应该是原癌基因，多谢提醒！可以参考维基百科中文版癌基因）
  • 抑癌基因（tumor suppressor gene）

肿瘤的产生，绝大多数伴随着致癌基因的激活或是表达上调和抑癌基因的缺失，而这些基因的改变往往是通过基因突变来完成的。此外，肿瘤的产生往往是数个基因突变累积的结果，单纯的单个抑癌基因的失活或是致癌基因的激活很难产生肿瘤。
因此，从DNA序列的角度来说，肿瘤细胞DNA与正常细胞DNA是不同的。
如果你想了解不同的肿瘤中都有哪些基因发生突变的话，可以访问以下数据库和网站：

基因突变的水平说完了，接下来说说染色体修饰的水平。这个术语表观遗传学的研究范畴，对此感兴趣的朋友可以去了解一下这方面的知识。染色体修饰，通俗的来讲，就是即使DNA序列并不发生变化，DNA碱基上修饰基团的差异或是组蛋白修饰的差异也可能导致基因转录水平发生变化（表达被上调或是下调），从而带来基因表达的差异。表观遗传修饰大体上有以下几个方面：

  • DNA甲基化修饰

DNA甲基化修饰主要发生在DNA四种碱基之一的胞嘧啶（cytosine）的第5个碳原子上面，甲基化之后的胞嘧啶成为5-甲基化胞嘧啶（5mC），在基因启动子区域发生的甲基化修饰可以显著影响基因的转录。

  • 组蛋白修饰

组蛋白是染色体的重要组成部分。染色体中，DNA双链会紧密缠绕在组蛋白上。而基因只有在染色体变为染色质后（DNA双链从组蛋白上解脱下来）才可以进行转录，因此组蛋白修饰对于DNA的转录也有着重要的作用。
组蛋白修饰有两种，乙酰化修饰和甲基化修饰。乙酰化修饰可以使DNA变得“松动”从而有利于基因表达，而甲基化正相反。

上述的表观遗传修饰及其逆反应（去甲基化和去乙酰化修饰）都需要专用的酶来完成，因此可以想象，如果这些参与表观修饰的酶的活性或是表达量发生变化，那么将会对细胞的表观遗传修饰水平带来不小的变化，从而影响基因的表达。

在肿瘤细胞当中，许多基因和与其相关连的组蛋白都有着表观遗传修饰的改变，如转录起始位点的DNA甲基化水平的升高等等。因此，不管从DNA序列上来看还是DNA修饰来看，肿瘤细胞与正常细胞都存在着不小的差异。

基因突变已经广为人知（高中生就知道了），而表观遗传修饰则是近年来兴起的研究热点。关于这点，我认为有一个很好的例子可以说明表观遗传和肿瘤生成的密切关系——参与三羧酸循环的一个重要的代谢酶（异柠檬酸脱氢酶，IDH1 and IDH2）发生突变，导致参与DNA去甲基化修饰的一种酶（TET）和另外一种参与组蛋白修饰的酶（KDM）的失活，从而导致DNA甲基化水平的上升促进了肿瘤的产生和转移（主要是胶质瘤和AML）。关于这个例子俺就不细说了，参看下列文献：

1 Glioma-Derived Mutations in IDH1 Dominantly Inhibit IDH1 Catalytic Activity and Induce HIF-1α
Shimin Zhao, Yan Lin, Wei Xu, Wenqing Jiang, Zhengyu Zha, Pu Wang, Wei Yu, Zhiqiang Li, Lingling Gong, Yingjie Peng, Jianping Ding, Qunying Lei, Kun-Liang Guan, and Yue Xiong
Science 10 April 2009: 324 (5924), 261-265. [DOI:10.1126/science.1170944]

2 Oncometabolite 2-Hydroxyglutarate Is a Competitive Inhibitor of α-Ketoglutarate-Dependent Dioxygenases
Xu, Wei et al.
Cancer Cell , Volume 19 , Issue 1 , 17 – 30

来源：知乎 www.zhihu.com

作者：夏小坤

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