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Nature:找到快速分裂的癌细胞,而不伤害健康细胞的新方法

约翰霍普金斯大学医学院和牛津大学的一组研究人员表示,他们已经找到了一种新方法,可以通过选择性攻击细胞分裂机制的核心来杀死某些正在增殖的乳腺癌细胞。迄今为止,这一技术已经在实验室培养和患者衍生的癌细胞上进行了测试,有助于寻找能够杀死一部分患者的乳腺癌细胞,并使健康细胞不受损害的药物。

这一发现公布在9月9日的Nature杂志上。

约翰霍普金斯大学医学院分子生物学和遗传学副教授Andrew Holland说:“一些使用广泛的抗癌药物能杀死快速分裂的细胞。但是,大多数这些药物都有明显的缺点,比如在杀死癌细胞的同时伤害健康细胞,包括快速繁殖的骨髓细胞。”

最研究的研究重点是哺乳动物(包括人类)的细胞分裂,他指出,细胞分裂中未经检查的错误会助长遗传错误,在某些情况下会继续发展为癌细胞。

由于所有哺乳动物细胞的细胞分裂过程相似,因此Holland和他的团队一直在寻找各种实验室生长的细胞中癌细胞特有的细胞分裂机制。

在搜索过程中,他们遇到了一系列人体乳腺癌细胞,这些细胞非常依赖于称为中心体(centriole)的细胞结构才能分裂和存活。中心体是细胞中一种重要的无膜结构的细胞器 ,每个中心体由中心粒组成,是细胞分裂时内部活动的中心。中心粒组织细小的蛋白质管,这些细管赋予细胞形状,并在细胞分裂时帮助分离DNA。但是,许多细胞可以分裂而没有中心粒和中心体。

虽然这些细胞无需中心体存活,但是最新研究发现实验室培养的乳腺癌细胞离开中心体,无法存活。

研究表明,依赖于中心体的乳腺癌细胞的一部分基因组被异常复制了很多次,大约9%的乳腺癌中发现了这种改变。研究人员研究了在高度复制区域编码的基因,发现了一个产生高水平蛋白质的基因:TRIM37被证明可以控制中心体。

接下来,研究人员测试了一种在高TRIM37水平的细胞中干扰细胞分裂过程的方法。他们使用了一种称为PLK4抑制剂的实验药物,该药物可破坏构成中心体的蛋白质。他们将药物添加到实验室生长的TRIM37水平正常的乳腺癌细胞中,发现即使该药物去除了细胞的中心粒,这些细胞也能够成功分裂。

但是,当他们将药物添加到高TRIM37水平的乳腺癌细胞中时,情况恰恰相反——细胞不再分裂,大多数细胞停止生长或死亡。

Holland说:“这一想法将是鉴定出高水平TRIM37的肿瘤,并使用PLK4抑制剂选择性杀死癌细胞,健康细胞相对不受伤害。”

研究小组还发现了为什么高含量的TRIM37会使细胞容易受到去除中心粒的药物的影响。Holland先前的研究表明,正常细胞可以在没有中心粒的情况下分裂,因为围绕着中心粒的物质(称为中心体物质)能够起到与中心体相同的作用。

在最新研究中,研究人员发现高水平的TRIM37会导致细胞降解中间体物质。因此,通过添加去除中心粒的药物,细胞无法(无论是具有中心粒还是中心粒周围的物质)来组织在细胞分裂过程中分裂DNA。

现在,Holland及其团队正在寻找与本研究中使用的PLK4抑制剂相似的其他更稳定的药物,希望能鉴定对这些抑制剂敏感的其他人类癌细胞系。


原文标题:

TRIM37-driven centrosome dysfunction in 17q23-amplified breast cancer


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