隐藏的癌细胞分裂密码

【字体: 时间:2018年08月31日 来源:生物通

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  Hollings癌症中心的科学家们描述了一种独特的细胞分裂形式:一些细胞根本不需要一些必须分子,就能进行细胞分裂。

  

南卡罗来纳医科大学Hollings癌症中心的科学家在《Genes and Development》发文,解释了肝细胞损伤后如何再生,意外揭开了癌症的发病机理以及癌细胞如何进化附加突变,从而加速生长和扩散。

文章作者包括Hollings癌症中心主任Gustavo Leone博士和其实验室的Takayuki Okano-Uchida博士等人。

Uchida解释说,在胚胎发育期间,必须进行细胞分裂,替代死亡或受损细胞。细胞分裂的一个重要组成部分是精确地复制每个染色体,为每个细胞提供相同的DNA,我们称之为DNA复制。在该过程中发生的错误可能导致染色体异常拷贝或有害突变,这些细胞就有可能导致癌症。

“我们是多细胞生物,”Uchida说。“为了制造多细胞生物,细胞复制是很重要的,所以DNA复制对我们非常重要。”

为了正确地划分和确保DNA复制,细胞必须在每个染色体的特定位置启动这个过程,生物学称其为“复制起点”。

启动起点以启动DNA复制整个过程,就像赛车前启动发动机一样,控制该过程的一组分子被称为“起点复制复合体(origin replication complex)”,它们与每条染色体中特定DNA位置结合,帮助细胞识别从哪里起步。科学家们认为,正是有了它们,才有了精准的完美基因组。

然而,Uchida和同事却发现,虽然大多数细胞需要一部分起点复制复合体(被称为ORC1)来识别DNA复制起点,而肝脏和胎盘细胞往往不需要ORC1。这些细胞属于少部分复制DNA但不分裂的细胞,可以形成一个较大的、包含正常数量2倍DNA的细胞。该过程被称为内循环(endocycle),可能发生多次,导致细胞内部DNA是正常DNA量的许多倍。

研究人员发现,在肝脏中,分裂细胞的ORC1表达量很高,而在衰老动物模型中,肝细胞开始内循环,ORC1水平下降,表明内循环的DNA复制可能不需要ORC1。为了验证这一观点,研究人员将肝细胞的ORC1删除,发现缺乏ORC1的肝细胞内循环明显提前。

“人们普遍认为ORC1对所有形式的DNA复制都必不可少,”Uchida说。“我们的这一发现显得尤为关键。”

未来,他们将关注ORC1和异常DNA复制对肿瘤细胞的作用,根据Uchida的说法,癌细胞似乎利用了类似内循环的过程快速对治疗产生抗性。事实上,某些癌症的ORC1水平很低,但是肿瘤依然生长迅速。“缺乏ORC1的细胞积累的突变比正常细胞多,着当然可以促进癌细胞的生长。”

Uchida认为,实验结果可以从小鼠延伸到人类,下一步他们将在人类肝细胞系中检测这些结果。

索取完整版的《癌症研究概览》请填写联系表格

原文检索:Endoreduplication of the mouse genome in the absence of ORC1

(生物通:伍松)

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