常用的放射療法通過對受照組織造成廣泛的DNA損傷來殺死癌細胞。人類細胞中自然發生的DNA損傷可通過大量DNA修復途徑有效修復。然而，這一過程需要時間，癌細胞對快速不受控制的細胞分裂的上癮使它們無法應對高劑量輻射造成的DNA損傷水平因此，放射治療可以有效地殺死腫瘤細胞。盡管該方法取得了成功，但腫瘤復發仍然很常見。腫瘤細胞在致死劑量輻射后設法避免細胞死亡的機制尚不清楚，因此對RT的耐藥性仍然是有效臨床腫瘤控制的一個相當大的挑戰。
斯德哥爾摩卡羅琳斯卡研究所和生命科學實驗室(SciLifeLab)基因組生物學分部醫學生物化學和生物物理學系的研究人員組成的一個國際團隊，在《科學》雜志上發表的一項研究中，揭示了癌細胞逃避輻射死亡的意外策略。
在丹麥、瑞典、加拿大和瑞士工作的科學家團隊，由哥本哈根大學生物技術研究與創新中心的克勞斯·斯托加德·瑟倫森(Claus Storgaard S?rensen)協調，發現腫瘤細胞對輻射的反應可以激活內源性核酸酶CAD，引發全基因組DNA斷裂。雖然持續的DNA損傷通常對細胞來說是個壞消息，但在這種情況下自我造成的DNA斷裂有助于癌細胞暫停分裂程序，在所謂的G2檢查點暫停細胞周期，并獲得時間修復剩余的DNA損傷。
反直覺機制
Jiri Bartek解釋了這一非常令人驚訝且有點反直覺的機制，即對自身造成更多損傷可以增加受照射腫瘤細胞存活的機會，卡羅琳斯卡學院教授和該項目的資深作者之一：
“雖然正常細胞通常會在所謂的G1期控制點暫停分裂周期，但這種機制在癌細胞中大多是有缺陷的。因此，防止染色體斷裂導致災難性細胞分裂的主要選擇是在細胞開始分裂之前，停留在另一個G2期檢查點。許多CAD制造的斷裂“告訴”了腫瘤細胞需要等待，直到它們修復放療引起的更危險的DNA斷裂，以及易于修復但大量由CAD造成的斷裂。通過這種方式，自我造成的斷裂基本上有助于延長G2暫停的持續時間，從而為腫瘤細胞提供恢復細胞分裂之前修復其DNA傷口所需的時間”。
繪制‘缺口’
使用一種繪制‘缺口’——單鏈DNA斷裂的方法——通過激活CAD以響應輻射，SciLifeLab的研究人員隨后發現，自我造成的DNA損傷是非隨機的，而是集中在基因組中的一小部分區域。更重要的是，作者發現這種現象是癌細胞特有的，因為CAD活性的喪失使癌細胞，而不是正常細胞，容易受到輻射誘導的損傷。
“CAD造成的DNA損傷遵循可識別的模式，我們希望在未來研究細胞如何靶向并包含這種有效的內源性核酸酶活性。”Simon Els?sser實驗室博士后研究員Philip Yuk Kwong-Yung說。
總的來說，這些發現強調了一種癌癥特異性的生存機制，可以有針對性地利用它來增強腫瘤細胞對基因毒性癌癥治療的脆弱性。事實上，這項研究還表明，實驗性阻斷CAD功能使腫瘤細胞(而非正常健康細胞)對輻射更敏感，從而表明這一新知識可以如何用于改善未來的放療結果。
