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2024-04-29 19:30

人类癌细胞分裂过程中端粒行为的新研究

德克萨斯大学西南医学中心的研究人员在8月7日出版的《细胞》杂志上报告说,一个限制细胞分裂次数的过程与人们想象的大不相同,为潜在的新抗癌疗法打开了大门。

人体中的大多数细胞只分裂一定的次数,通过倒计时机制来阻止它们。当控制过程出错时,细胞就会无限分裂,导致癌症的生长。

细胞分裂的次数是由一种叫做端粒的特殊DNA片段决定的,它位于每条染色体的末端。每次细胞分裂,端粒就会变短。当它们减少到一定长度时,细胞就停止分裂。

在这项新研究中,UT西南大学的研究人员使用正常和癌变的人类细胞来仔细检查端粒在细胞分裂过程中的行为。

当一个细胞准备分裂成两个新细胞时,它的阶梯状DNA会“拉开”,形成两半,每半都像一架带有一组半长阶梯的梯子。然后新鲜的遗传物质填充到横条和第二个直立的地方。这个过程产生了两组相同的染色体,这两组染色体将分配给两个细胞。

从早期对酵母等模式生物的研究来看,科学家们认为所有的端粒都是在整个DNA复制的后期进行复制的,而且复制的过程是一样的。这项新的研究表明,在这个阶段,端粒在不同的时间复制,除了最后一步,直到最后一步才完成,通过一种不同的,未知的机制。

“干扰端粒的复制可能会提供一种阻止癌细胞失控扩散的方法,”德克萨斯大学西南分校细胞生物学教授、该论文的共同资深作者伍德林·赖特(Woodring Wright)博士说。

研究人员还检测了一种名为端粒酶的酶,这种酶可以“重建”端粒,使它们不会变短,并向细胞发出停止分裂的信号。正常情况下,端粒酶只在干细胞和分裂的免疫细胞等细胞中活跃,这些细胞必须不断繁殖。

但是端粒酶也有不好的一面:当它在癌细胞中活跃时,它会使癌细胞无限生长,这是癌症的一个标志。

人们一直认为端粒酶只对细胞中最短的端粒起作用,但在这项新研究中,德克萨斯大学西南分校的研究人员发现,端粒酶在每次分裂时都会重建细胞中大部分或全部的端粒,而不是像之前认为的那样只重建最短的端粒。

“了解抑制端粒酶机制的方法可能会带来新的抗癌疗法,”细胞生物学教授、该论文的共同资深作者杰里·谢伊博士说。

德克萨斯大学西南分校已经在进行临床试验,使用一种阻断端粒酶的药物来治疗肺癌和慢性淋巴细胞白血病。

这项新研究之所以成为可能,是因为研究人员开发了一种检测单细胞分裂后端粒末端的方法。该领域以前的研究需要多次细胞分裂来检测这种变化。

“现在我们可以看到端粒酶在单个细胞分裂周期中的作用,因此有可能进行大量的后续研究,”赖特博士说。