在這項研究之前，這些科學家發現酶DNase1L3(也稱為DNaseγ)會在壞死導致細胞DNA碎片：細胞膜時突然打破， 血液中的DNase1L3迅速降解細胞DNA成單個核小體(DNA包裝的基本單位)。他們還發現，這種DNase1L3在在凋亡過程中的caspase激活的DNase (CAD;凋亡中的主要降解酶)后扮演著相應角色：CAD降解被稱為"染色質"的初始*包裝的DNA，凋亡細胞被免疫系統中稱為巨噬細胞的特殊"吞噬"細胞清除。然而，當一些細胞逃離這種清除過程時，它們會進入血液并經歷"繼發性"壞死，隨后DNase1L3將DNA分解成核小體。
現在這個特別的研究中，研究人員使用轉基因老鼠作為研究模型來確定產生cfDNA的酶。他們分別誘導正常小鼠、CAD缺陷小鼠、DNase1L3缺陷小鼠和CAD + DNase1L3雙缺陷小鼠的凋亡和壞死。通過一種叫做電泳的技術，科學家們觀察到，在細胞凋亡和壞死誘導的兩組中，DNase1L3缺陷小鼠的血液中cfDNA的濃度遠低于鈣缺陷小鼠和正常小鼠的血液。有趣的是，CAD + DNase1L3雙缺陷小鼠的血液中*沒有cfDNA的痕跡。因此，科學家們得出結論，在細胞凋亡過程中，DNase1L3作為CAD的"備份"酶，在將凝聚的染色質降解成片段(單個核小體)從而產生cfDNA的過程中起著至關重要的作用。在壞死中，DNaseIL3對于生成cfDNA是必要的。
研究人員還檢測了血液中DNase1L3和DNase1(另一種DNA降解酶)的活性，發現細胞凋亡和壞死都增加了DNase1L3和DNase1的活性。然而，即使在CAD + dnase1l3雙缺陷小鼠中沒有發現cfDNA，也能觀察到DNase1活性。這證明了DNase1對cfDNA的生成并不是必需的。
研究人員隨后闡明了DNase1L3的生理/醫學重要性。Mizuta教授說："因為這種酶主要由巨噬細胞產生，所以DNase1L3活性和炎癥之間可能存在相關性。"
在感染或損傷后，一組被稱為中性粒細胞的特殊免疫細胞釋放出小的粘稠的染色質纖維，這是一種未降解的死細胞DNA。這些纖維被稱為中性粒細胞細胞外陷阱(NET)。雖然它可以阻止有害細菌在血液中傳播，但有時NET的釋放會失控;這可能導致凝血或栓塞(血栓在血管內倒伏)，這是一種潛在的致命疾病。Mizuta教授指出，DNase1L3可以將NET降解成cfDNA，從而用于治療NET引起的血栓形成。
NET也被認為是腫瘤的"播種土壤"。血液中釋放的腫瘤細胞可能會附著在NET上并在上面生長，然后擴散到其他器官。對此，Mizuta教授說，"因為DNase1L3可以降解NET并生成cfDNA，我們推測DNase1L3治療可能也有助于預防腫瘤轉移。我們現在正在進行實驗來驗證這一猜測。"
那么，更多關于cfDNA的研究能讓人類的生命遠離癌癥嗎?只有時間會證明一切……
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更新時間：2019-07-18 
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