伦敦布鲁内尔大学的学者进行的一项新研究表明,医生常规用来测量肿瘤生长速度的蛋白质可能还有助于预防导致癌症的染色体错误。
数十年来,病理学家一直在包括乳腺癌在内的多种癌症中测量Ki-67。而现在,同一蛋白质似乎在防止导致疾病的染色体损伤方面发挥积极作用。发表在《发育细胞》期刊上的研究表明,Ki-67在细胞分裂期间保持染色体关键区域(称为着丝粒)的结构完整性。
这项研究由伦敦布鲁内尔大学的保拉·瓦尼亚雷利教授领导,与爱丁堡大学和柏林工业大学的科学家合作进行。"医生已经测量Ki-67以了解癌症可能有多严重,"布鲁内尔健康、医学和生命科学学院的保拉·瓦尼亚雷利教授说,"但我们的结果表明,它实际上有助于维持基因组稳定性。这意味着它可能不仅仅是一个标记物,还可能是一个潜在的治疗靶点。"
该研究检查了三种在细胞分裂期间附着在染色体上并帮助重建分子系统的蛋白质,这些系统告诉每个新细胞它是什么类型的细胞。每个人类细胞都携带相同的DNA。肝细胞与脑细胞的不同之处在于哪些基因被开启,哪些基因保持休眠状态。当细胞分裂时,整个开关系统必须从头重新配置。这三种蛋白质——Ki-67、Repo-Man和PNUTS——对这一过程至关重要。
瓦尼亚雷利教授的团队开发了一种方法,可以在分裂点精确地从活细胞中单独移除每种蛋白质。旧的技术无法干净地隔离那个时刻。通过将这种方法与大规模基因组和蛋白质组分析相结合,该团队构建了他们所描述的关于新分裂细胞如何重建自身的最清晰画面之一。
研究结果表明,细胞在分裂后依赖这三种蛋白质中的每一种来重置自身。当研究团队逐一移除它们时,系统迅速崩溃。没有PNUTS,基因活性失控,成千上万的基因同时开启。没有Repo-Man,细胞会逃避安全检查点。
"我们没有预料到的是分离的清晰度,"瓦尼亚雷利教授说,"每种蛋白质都以自己特定的方式失效。没有冗余,没有安全网。这意味着这个过程有三个可以出错的不同点。"
"当系统崩溃时,细胞可能会出现染色体数量错误。这种状况被称为非整倍性,在唐氏综合征等疾病和许多癌症中都能看到。我们还发现,这些染色体错误可以在细胞内触发炎症信号。"
"这些细胞的行为几乎像是受到了攻击。免疫反应被激活是因为基因组不稳定。染色体不平衡与炎症之间的这种联系可能有助于解释我们在多种疾病中看到的模式。"
对癌症研究人员来说,综合研究结果指出了一个实际方向。许多肿瘤正是由本研究已映射的这类故障驱动的:染色体不稳定性、基因调控丧失、细胞在准备就绪前分裂。了解防止这些错误的正常机制可能帮助研究人员找到方法,促使癌细胞犯下致命错误。
"我们现在对细胞分裂后重置的机制有了更清晰的了解,"瓦尼亚雷利说,"这一知识为我们思考新的治疗方法提供了一个起点。"
Konstantinos Stamatiou等人,《多组学分析揭示染色质相关PP1全酶对有丝分裂退出和G1重建的不同贡献》,《发育细胞》(2026)。DOI: 10.1016/j.devcel.2026.02.016
关键概念:细胞生物学、病理学、生物标志物、生物信息学
由布鲁内尔大学(伦敦)提供
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