国自然研究热点——eccDNA的前世今生（二）
(3) 形成特征
早期的研究发现eccDNA是基因扩增的产物，是基因组不稳定性的一种表现形式。肿瘤基因扩增往往以两种方式，一种是在染色体上进行基因的扩增，另一种则是形成eccDNA。目前关于肿瘤中eccDNA的形成机制还没有定论。早期的研究认为短重复序列是介导eccDNA形成的因素，主要通过基因重组机制实现，也有一些模型认为是在DNA复制过程中通过loop切除或在DNA复制暂停的时候复制泡中断裂的DNA片段连接形成。2018年，Anindya
Dutta等在他们的一篇综述文章中用示意图展示了各种可能形成eccDNA的分子模型。
eccDNA可能的形成机制
(4) 表达特征
eccDNA可以携带完整的基因，尤其是肿瘤中经常携带致癌的驱动基因，不受控制的表达这些基因，最终导致肿瘤的恶性增长。eccDNA是基因扩增的一种形式，对癌基因的表达增高有重要的贡献。早期的研究聚焦于发现eccDNA的存在，并且是癌基因扩增的重要形式，认为这对癌基因表达的贡献主要是由于基因拷贝数的增加所致。2019年，Nature和Cell文章表明，eccDNA中染色质高度开放，并且其上存在着增强子序列，这些特征都提高了它的转录活性，因此，eccDNA对癌基因的过度表达既有拷贝数增加的因素，更有eccDNA本身高度转录活性的贡献。
eccDNA通过增加拷贝数和提高转录活性增强癌基因扩增
3. eccDNA的常见功能
早期人们一直认为eccDNA的存在是无意义的，直到2014年，Mischel实验室发现胶质母细胞瘤对EGFR抑制剂的耐药性是由eccDNA上的EGFRvIII功能获得性突变的可逆性丢失引起的，人们才重新开始注意ecDNA的功能。检测结果发现在天然染色体位点上的癌基因扩增相对较少，但是在癌症中ecDNA的扩增则较为普遍。2017年，Kristen等人通过比较肿瘤基因组和生殖细胞基因组之间的序列，发现在天然染色体位点上的癌基因扩增相对较少，但是在癌症中eccDNA的扩增则较为普遍。随后，越来越多的实验都表明，eccDNA的存在是强大且普遍的，它可以使癌基因在肿瘤细胞中的拷贝数大量增加，而这对于染色体扩增来说是很难实现的。
eccDNA不带着丝粒元件，因此不能通过有丝分裂的方式均匀分配到分裂后的细胞中。但eccDNA可以通过不对称分布，在肿瘤细胞中实现定向富集。尤其是携带了癌基因的肿瘤细胞，会因为癌基因拷贝数的增高而获得生长速度的优势，不对称分裂过程中携带越多的eccDNA，细胞就会获得越强的生存优势，因此这种基于不对称分布状态的遗传机制能在快速增殖的细胞中定向富集，因而其扩增使肿瘤能够快速获得并维持瘤内遗传异质性，这也意味着eccDNA在加速肿瘤进化中起着核心作用。
eccDNA通过不对称分布定向富集
eccDNA作为独立的DNA分子，在细胞中发挥功能的方式和机制是非常重要的问题。目前对eccDNA的功能有一定的研究，但相信随着研究的不断深入，未来一定会有更多新的功能被发现。Anindya
Dutta等在他们的综述文章中系统的汇总了eccDNA的主要功能，如下图。
eccDNA常见功能
4. eccDNA的研究思路
所谓兵马未动，粮草先行！eccDNA的研究也是一场没有硝烟的战争，须得抢占先机，方能知己知彼，百战不殆。为了各位在这场“战争”中取得胜利，云序生物也为大家总结了eccDNA研究的思路。从文章的工作量、难易程度及杂志发表角度看，小编把eccDNA研究思路分为表达谱分析，生物标志物，功能机制研究三大类。那么接下来小编将从这三个角度给大家详述。
（1）表达谱
由于eccDNA属于最新的研究分子，其在众多物种和疾病中的分布情况都是未知的，这是研究eccDNA首先要解决的问题，也是各位科研工作者最好的一个切入点。不管研究什么内容，首先要做的就是确定好研究物种，疾病模型，样品类型等基本信息。接下来，通过高通量手段即环状DNA测序和RNA测序（云序生物提供此服务），确定eccDNA在样本的分布情况，并且通过DNA和RNA的联合分析，探索eccDNA与RNA表达之间的关系。如果想短平快的发表5-10分的文章，那么eccDNA表达谱分析显得再合适不过了。下面这篇文章探索了eccDNA在肌肉组织和血液样本中的分布情况。小编带领大家一起解读这篇高达11分的eccDNA表达谱文章。
传统观念认为，人类基因组通常形成稳定的染色体，只有肿瘤细胞才有eccDNA。然而，哥本哈根大学的研究人员采集了16名男子的骨骼肌样本和血液样本，通过环状DNA测序和RNA测序（云序生物提供此服务）和分析发现，eccDNA也存在于正常组织中，有些甚至还拥有一个或多个可表达的基因。该研究证实了eccDNA的普遍存在性，促进了eccDNA在不同物种和不同样本中的进一步探索。
正常组织中eccDNA的分布特征
