Science：新主控基因助力癌癥治療

日期：2013-02-01 09:23:48

細胞分裂是指由一個母細胞產生兩個或若干子細胞的過程，其對于生物體極其重要，是生物體生長和繁殖的基礎。細胞分裂發生錯誤，會導致出生缺陷或是為癌癥創造條件。來自俄克拉荷馬醫學研究基金會的一項新研究揭示了細胞分裂之時，兩種基因共同作用確保染色體正確分配的機制，其提供的新見解有可能推動未來的癌癥治療開發。

在發表于《科學》（Science）雜志上的一篇論文中，俄克拉荷馬醫學研究基金會的研究人員Dean Dawson博士和Regis Meyer博士揭示：Ipl1和Mps1這兩個基因對于細胞正確分裂及生物體自身極其重要。如果能夠對這些“主控”基因進行控制，可能有助于醫生靶向破壞癌前細胞或防止出生缺陷。

Dawson 說：“人體以單個細胞為起始。通過細胞分裂過程，萬億的細胞組成了我們的身體。每一次的細胞分裂都必須完美無缺，以確保每個新細胞能夠遺傳一套正確的染色體。鑒于細胞分裂的數量之多，并沒有較多的錯誤是非常令人驚嘆的。我們實驗室的主要研究興趣是：研究參與細胞分裂的機器，了解某些罕見情況下其發生故障的原因。”

“當細胞分裂之時，它們會首先復制DNA。可以將細胞視之為像一個工廠。首先，它進行染色體復制，確保每條染色體變為一對，然后讓它們排列成行，將配對染色體分離，讓每個拷貝進入到一個子細胞中。通過這樣，一套完整的染色體進入到每個新子細胞中，確保了細胞分裂生成的兩個新細胞都擁有一套完整的DNA。”

為了正確地做到這一點，每條染色體被附著到一種細胞絞車上。正好在細胞分裂前，絞車將染色體拖動到新子細胞中。在實驗室中，Dawson利用高倍顯微鏡觀察了酵母細胞中的細胞分裂過程。然而在觀察這一過程時，Meyer和Dawson看到了一些意外的事情：當細胞將染色體附著到絞車上時，它們會不斷地犯錯。

Dawson 說：“大約80%的時間，染色體都會被掛到錯誤的絞車上，細胞將兩個拷貝的染色體拉到同一邊，而非分別將它們拉向一個新子細胞。如果細胞像這樣分裂，你會有各種各樣的問題。沒有獲得染色體的細胞將有可能會死亡。接收到太多染色體的細胞有可能會陷入麻煩。不適當的染色體數目是出生缺陷的主要原因，也是腫瘤細胞的一個共同特征。”

然而，隨著研究進一步的深入，Dawson發現Ipl1和Mps1基因充當了質量控制因子。當一條染色體被拉到錯誤的一邊時，一個基因負責斷開絞車，隨后另一個基因負責將其連接到一個新的絞車上。“這些基因是主控因子。如果將它們除去，整個過程就會出現混亂，”Dawson說。

盡管這些基因是負責糾正有可能致癌的錯誤，研究人員發現：具有異常染色體數目的癌細胞相比正常細胞甚至更加依賴于Ipl1和Mps1。一些研究團體現正研究靶向這些基因的途徑，將之作為一種潛在的抗癌治療。

“我們認為這項研究將有助于設計這些化合物。當你確切了解這一過程的運作機制時，你就會知道如何更好地精巧地設計治療，”Dawson說。