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科学家们发现了一种新的方法来靶向一些快速分裂的癌细胞,同时保持健康细胞不受伤害

科学家们发现了一种新的方法来靶向一些快速分裂的癌细胞,同时保持健康细胞不受伤害

09/09/2020

约翰·霍普金斯医疗集团和牛津大学的科学家表示,他们已经找到了一种新方法,通过选择性地攻击细胞分裂机制的核心来杀死一些增殖的人类乳腺癌细胞。到目前为止,该技术仅在实验室培养的细胞和来自患者的细胞上进行了测试,但足以推动人们努力寻找能够杀死一部分患者的乳腺癌细胞而不会损害健康细胞的药物。

这些科学家们的研究成果总结发表在《自然》杂志上。

一些使用最广泛的抗癌药物已经可以杀死快速分裂的细胞,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博士说,然而,这些药物大多有明显的缺点,包括连同癌细胞杀死健康细胞,如快速增殖的骨髓细胞。

Holland的研究以哺乳动物(包括人类)的细胞分裂为重点,他还指出,细胞分裂中未加抑制的错误会助长基因错误,在某些情况下,这些错误会发展成癌细胞。

由于所有哺乳动物细胞都有类似的细胞分裂过程,Holland和他的团队一直在各种实验室培养的细胞中寻找癌细胞特有的细胞分裂机制。

他说,在搜寻过程中,他们偶然发现了一个人类乳腺癌细胞系,这些细胞非常依赖称为中心粒的细胞结构来分裂和生存。中心粒是中心体的结构核心,而中心体组织蛋白质的细管,赋予细胞形状,并在细胞分裂时帮助分离DNA。然而,许多细胞可以在没有中心粒和中心体的情况下进行分裂。

虽然其他细胞能够在没有中心粒的情况下存活,但Holland的团队发现,这些实验室培养的乳腺癌细胞不能。

周密分析表明,依赖于中心粒的乳腺癌细胞有一部分基因组被异常复制了很多次,这种改变出现在约9%的乳腺癌中。研究人员研究了在高度复制区域编码的基因,并发现一个基因可产生高水平TRIM37蛋白,后者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,该药物可破坏制造中心粒的蛋白。他们将该药物添加到实验室培养的TRIM37水平正常的乳腺癌细胞中,发现即使药物除去了细胞的中心粒,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。

我们的想法是识别具有高水平TRIM37的肿瘤,并使用PLK4抑制剂选择性地杀死癌细胞,同时保持健康细胞相对不受伤害Holland说。

约翰·霍普金斯医疗集团和牛津大学的研究团队还发现了为什么高水平的TRIM37使细胞容易受到破坏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(称为中心粒周围物质)能够起到与中心体相同的作用。

在当前的研究中,研究人员发现高水平的TRIM37会导致细胞降解中心粒周围物质。因此,通过添加一种去除中心粒的药物,细胞将无法(无论是通过中心体还是中心粒周围物质)组织细管在细胞分裂过程中帮助分离DNA。

目前,Holland及其团队正在寻找与该研究中使用的PLK4抑制剂类似的其他更稳定的药物,以继续对该药物和其他人类乳腺癌细胞系进行实验室研究。