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人体细胞正常情况下有46条染色体,如果太多或者太少,就会成为非整倍体的状态。处于这一状态的细胞大多数生长非常缓慢,并且逃不过死亡的命运。但有一个特例,那就是癌细胞。

非整倍体在癌细胞中非常常见,癌细胞不仅能够忍受异常数量的染色体,甚至还能适应状态并继续快速生长。

但按常理来说不可能的事情,为什么癌细胞能做到呢?《自然-通讯》的一项新研究发现BRG1基因的表达变化可能有助于癌细胞获得并适应这一特性。

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当作者抑制BRG1基因的表达之后,癌细胞一开始似乎不太开心,活力很低,它们的复制速度在很长一段时间内都会维持在很低的水平。

但随着时间推移,细胞的生长状态竟然慢慢地恢复正常了。它们之所以能重拾原有的状态,依赖的就是非整倍体,研究者在这些BRG1基因缺陷的癌细胞中观察到大量非整倍体现象,远超未经处理的癌细胞。

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图片来源:123RF

这表明,BRG1的缺失会进一步推动癌细胞朝着非整倍体进化。癌细胞之所以喜欢这种混乱的染色体状态,是因为非整倍体给它们提供了更多的遗传变异和额外的基因拷贝,让它们更能适应环境。

此外,BRG1蛋白还是一种名为SWI/SNF蛋白复合物的主要组成部分,后者很可能作为肿瘤抑制因子发挥作用。而BRG1基因被关闭也让SWI/SNF蛋白复合物失活,从而减少了抑制肿瘤生长的能力。

除此之外,BRG1的缺失也直接改变了非整倍体耐受性相关通路的表达,这让BRG1缺失细胞因为染色体数量紊乱而死亡的几率大大降低了。研究者设法在BRG1缺陷细胞和正常细胞中加入了引起非整倍体的药物,7天后BRG1缺陷细胞的存活数量是对照的2倍。

所有的证据都显示,BRG1基因在细胞应对非整倍体中有重要作用,尤其是很可能帮助癌细胞扎根生长。参与新研究的遗传学教授Jessica Downs表示:“癌症非常难以治疗,很大程度是因为其适应能力太强,但我们发现非整倍体耐受和相关基因机制帮助它们实现了这一能力。”

研究下一步希望通过从单个肿瘤细胞中进行分析,预测癌细胞进化的途径,这样科学家或许能提前干涉和阻止癌细胞的生长。

参考资料:

[1]Common genetic mutation allows cancer cells to gain extra chromosomes that help them survive. Retrieved May 16th, 2022 from https://medicalxpress.com/news/2022-05-common-genetic-mutation-cancer-cells.html

[2]Federica Schiavoni et al, Aneuploidy tolerance caused by BRG1 loss allows chromosome gains and recovery of fitness, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29420-3

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