苏黎世联邦理工学院的研究人员正在揭示当细胞超过正常大小并衰老时会发生什么。新发现可能有助于优化癌症治疗。
生长是一个基本的生物过程，也是生物体发育和繁殖的先决条件。细胞生长(即新生物量的产生)和细胞分裂的过程必须相互协调。
在人类等多细胞生物中，细胞的生长还必须与其环境相协调，以便细胞以正确的数量和大小存在，以形成功能性组织或器官。因此，细胞生长受到严格调控，并且仅在存在某些生长信号时才会发生。
但癌细胞不同。它们不受控制地生长，一遍又一遍地分裂，并且对来自环境的停止信号没有反应。
优点也可能是缺点
现在发表在《分子细胞》杂志上的几项研究表明，不受控制的生长不仅是癌细胞的优势，也是弱点。
其中一项研究由苏黎世联邦理工学院生物化学研究所的GabrielNeurohr教授领导。多年来，他和他的团队一直在研究细胞生长如何影响细胞功能。他们还在研究当细胞超过正常大小并进入研究人员所说的衰老状态时会发生什么。在这种状态下，细胞异常大并且失去分裂能力。尽管如此，它们仍然很活跃并且可以影响它们的环境，例如通过释放信使物质。
衰老细胞存在于正常组织中，在衰老过程中发挥着重要作用。然而，化学物质也可以诱导衰老，并且由于它会导致分裂能力的丧失，因此这是某些癌症治疗的目标。
DNA修复的崩溃
Neurohr的同事SandhyaManohar现在正在研究过大的尺寸是否会影响衰老细胞的细胞功能。在她的研究中，她用抑制生长和分裂的物质处理非癌细胞系和乳腺癌细胞系。
当她在细胞培养物中仅使用分裂抑制物质时，细胞确实不再能够分裂，但它们继续生长并进入衰老状态。结果，他们永久失去了分裂的能力。即使在马诺哈尔停止使用分裂抑制剂后，这种效应仍然持续存在。
丧失分裂能力的一个重要原因是增大的细胞无法再修复其遗传物质的损伤，例如双链DNA断裂。当细胞在细胞分裂之前复制其遗传物质时，这种断裂总是自发发生的。
此外，这些细胞无法正确激活关键信号通路(p53-p21)，这对于协调DNA断裂反应至关重要。结果，损坏没有得到足够有效的修复。对于增大的细胞来说，这意味着在分裂过程中会积累大量不可修复的DNA断裂，直至不再可能进行分裂。
联合治疗会产生反作用吗?
然而，当研究人员同时用分裂抑制和生长抑制物质处理细胞时，在停止使用这两种物质后，细胞能够再次正常分裂和繁殖。“在癌症治疗中，这正是你不想要的，”Neurohr说。
生长和分裂抑制剂已被用于癌症治疗。“根据我们对细胞培养物的观察，我们预计同时使用分裂抑制剂和生长抑制剂治疗肿瘤时，复发率会增加。首先使用分裂抑制剂，然后使用进一步损害肿瘤细胞的药物会更有意义。细胞的DNA使分裂完全不可能，”Neurohr解释道。
需要进行临床测试来确认结果
到目前为止，苏黎世联邦理工学院的研究人员仅在细胞培养物上测试了他们的新发现。由于生长和分裂都强烈依赖于细胞环境，因此该团队无法将这些结果直接转移到临床环境中。因此，首先需要用类器官或组织样本进行试验，以更好地测试潜在的治疗方法。调查分裂抑制剂和其他药物的各种组合的临床研究也在进行中。
Neurohr领导下的ETH研究人员提出的想法得到了其他三个国际研究团队研究的支持，这些研究也发表在同一期《分子细胞》杂志上。
这些研究表明，生长过度活跃的癌细胞对分裂抑制剂的治疗敏感。由于这些物质已被用于治疗某些类型的乳腺癌，因此新发现可能会对癌症治疗产生长期影响。
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