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Nature:揭秘癌细胞的永生性

2012.7.05

  在癌细胞中,支配细胞生命周期的正常机制失去作用,导致细胞继续无限分裂,生成快速生长的肿瘤。现在来自洛桑联邦理工学院(EPFL)科学家发现了一种参与这一失控过程的蛋白质复合体,并希望能够利用它来阻止肿瘤形成。相关论文发布在7月4日的《自然》(Nature)杂志上。

  我们所有的细胞生来就配备有一个自毁机制;在一定次数的分裂后它们会被编程死亡。癌症研究人员对这一内部时钟具有极大的兴趣,因为大部分癌细胞都显示出这一天生计时机制的缺陷。

  癌细胞持续无限分裂,早已超越正常细胞自毁的时限。来自洛桑联邦理工学院Joachim Lingner教授实验室的一个研究小组现在知道了这一缺陷在肿瘤中受到调控的机制。

  论文的第一作者、博士后研究人员Liuh-Yow Chen说他们希望这一新发现将为开发出对抗这一致命性疾病的药物治疗提供新的靶点。

  细胞的永生性是导致癌症形成的重要原因,它回复了发育胚胎细胞的一个关键性的功能。在每条染色体的两端各有一段特异的DNA序列称之为端粒,它的长度受到端粒酶支配。这一序列代表了细胞的寿命。

  细胞每分裂一次,端粒就缩短一点,当最终端粒耗尽时,细胞就会死亡。这一限制允许大多数细胞分裂约60次,足够让细胞在生物体内发挥它特定的功能,不会屈服于不可避免的细胞突变。

  细胞永生,癌症的共同特点

  通常,一旦胚胎阶段完成,除了体干细胞,我们的细胞就会终止生产端粒酶。但偶然地,一个细胞突变并重新激活生成该酶,以致细胞分裂时,端粒不但没有变短还会变长。这就给予了癌细胞永生性。

  实验室负责人、文章共同作者Joachim Lingner 说:“这种突变自身还不足以致癌。但是在90%的已知癌症中细胞永生性是肿瘤形成的一个关键性因素。”全世界的研究人员都希望能够通过药物治疗靶向这一机制来终止癌细胞的失控性生长

  但有趣的是,即便是在癌细胞中端粒也不会无限增长。随着每次细胞分裂,它会丧失约60个核苷酸,像大多数细胞一样,然而随后激活的端粒酶会让它得到同样多的补偿。内部时钟重设置到零,细胞就变得永生。然而存在一个有趣的问题是:什么阻止了端粒的无限增长?

  用三种蛋白终止时钟

  洛桑联邦理工学院的研究小组对这一问题给出了回答:他们发现有三种蛋白结合在一起,然而附着到了端粒上。有点像锅上的盖子,这一蛋白质复合体阻止了端粒酶对端粒起作用。但是在癌细胞中,它们的计时被关闭,它们参与得太晚了。

  “如果我们能使这些蛋白质更早发挥作用,或是如果我们能够重建相似的机制,癌细胞将不再具有永生性,”Ligner解释说。癌细胞会死于正常死亡。进入临床应用还有很长的路要走,然而他会坚持下去。“我们的研究发现或可使我们发现潜在的靶点,例如这三个蛋白也可以附着的第二种蛋白。但现在我们的工作还仍处于基础研究阶段。”

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