普通细胞的分裂次数是有限的,而癌细胞则依赖其DNA端粒的延长机制可以无限制分裂增生。据美国物理学家组织网7月1日(北京时间)报道,最近,美国约翰·霍普金斯医学研究院找到了两个与癌细胞DNA(脱氧核糖核酸)端粒延长有关的基因,当这两个基因出现变异时,就会导致端粒延长。研究论文发表在6月30日的《科学快递》网站上。
正常细胞每分裂一次,其DNA末端的端粒就会缩短一点,如果没有端粒,DNA在复制时就会裁掉编码基因而破环细胞功能,所以端粒长度限制着DNA的复制次数。但大部分癌细胞都分裂很快,有些是通过端粒酶来保持端粒长度,而有些不需要端粒酶也能保持端粒长度,这种现象称为“替代性端粒延长”。
研究院基梅尔癌症中心副教授尼古拉斯·帕帕多普罗斯和研究小组今年1月份曾发表过一份胰腺神经内分泌肿瘤的基因组图,首次识别出与“替代性端粒延长”过程相关的基因线索。他们发现,肿瘤细胞中的大部分基因变异都发生在那些包含ATRX和DAXX片段的基因中,这些基因和特定的DNA片段相互作用形成的蛋白质,能改变DNA的编码方式。
为了进一步研究这两种基因在端粒中的作用,研究小组采集了41位胰腺神经内分泌肿瘤患者的组织样本,其中25个具有典型的替代性端粒延长特征,荧光染色标记端粒显示出“大量的DNA端粒”,比正常细胞中DNA的端粒要长100多倍。在25个显出替代性端粒延长的样本中,19个表现出ATRX或DAXX变异,6个没有变异的是由于肿瘤细胞显示没有表达这两种基因。剩余的16个没有ATRX或DAXX变异,也没有端粒替代性延长。而在439份其他肿瘤样本中,8个胶质细胞瘤样本显出了替代性端粒延长,也都表达了ATRX变异体而不是ATRX。
“根据观察,在ATRX和DAXX基因异常和替代性端粒延长之间的相关性是100%。”研究院病理学与肿瘤学副教授阿兰·米克解释说,“两种基因造成替代性端粒延长的机制目前还不明确,可能是变异体改变了DNA端粒的包装方式,让它们变得不稳定。”
帕帕多普罗斯表示,发现导致替代性端粒延长的基因是第一步,根据这一发现,ATRX/DAXX变异可作为预测患者病情趋势的方法,并有助于开发瞄准这些基因的治疗方法。