破解癌症的起源:複製壓力與染色體錯誤分離

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正常健康細胞進行細胞分裂時,將會複製 DNA,以利細胞進入有絲分裂狀態,然後形成有絲分裂紡錘體,其中二條複製的 DNA 鏈被分開,以便將染色體平均分配到二個子細胞中。然而,在此過程中,特定因素或分子會促使複製將變得更加緩慢且效率較低,導致數值染色體不穩定性(numerical chromosomal instability, NCI),促使細胞產生變異或癌化,此現象稱為複製壓力。

近日,日內瓦大學(University of Geneva)的研究團隊指出,他們在非癌細胞中,破解複製壓力誘導癌細胞子代中完整染色體的丟失或獲得的機制,甚至透過逆轉癌細胞中的染色體增強化療藥物紫杉醇的作用。該研究刊登於《Nature Communications》。

更細部來看,在非癌細胞中誘導複製壓力,可穩定紡錘體微管並促進使中心粒提早脫離,然後造成暫時的多極紡錘體,進而導致染色體和微核滯後。其中,Cdk、Plk1 和 ATR 激酶的 G2 活性調控過早的中心粒脫離,即是 DNA 損傷引起的中心體週期失控。在某些 NCI 陽性癌細胞系中,過早的中心粒脫離現象也會自發發生,但若減輕複製壓力來抑制它發生。

因為紫杉醇是作用於有絲分裂紡錘體上的化學治療藥物,複製壓力透過增加多極細胞分裂的發生,來增強化療藥物紫杉醇的作用。

該研究第一作者 Anna-Maria Olziersky 表示,該研究不僅找到複製壓力與染色體錯誤之間的聯繫關係,而且能夠糾正它,顯示存在於癌症甚至癌前細胞中的這種現像都是可控的。Patrick Meraldi 教授也表示,從原理來說,未來將有可能在不影響健康細胞的情況下,專一性標靶這些細胞,但仍須更多研究和臨床試驗來證實。

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參考資料:
1. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-11584-0
2. https://www.unige.ch/communication/communiques/en/2019/cancer-a-lorigine-des-mutations-genetiques/

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