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細胞分裂的殘余物可能是癌癥擴散的原因

2023-10-13 07:54:48 來源：cnBeta

中體殘留物曾經被認為是細胞廢物，含有功能性 RNA，可以影響其他細胞，甚至導致癌癥。這一發(fā)現(xiàn)凸顯了其在癌癥增殖中的潛在作用，并為癌癥檢測和治療提供了新途徑。

(資料圖)

中體參與細胞信號傳導和刺激細胞增殖的作用之前已經被研究過，但研究人員希望深入研究中體殘余物的內部以了解更多信息。

曾經被認為是細胞的垃圾桶，一個被稱為中體殘余物的細胞物質的小氣泡實際上正在包裝工作遺傳物質，其具有改變其他細胞命運的能力，包括將它們轉化為癌癥。

威斯康星大學麥迪遜分校遺傳學教授 Ahna Skop 表示，令許多人感到驚訝的是，當一個細胞一分為二（這一過程稱為有絲分裂）時，結果不僅僅是兩個子細胞。

“一個細胞分裂成三部分：兩個細胞和一個中體殘余物，一種新的信號細胞器，”斯科普說。 “令我們驚訝的是，中間體充滿了遺傳信息，RNA，它與細胞分裂沒有太大關系，但可能在細胞通訊中發(fā)揮作用。”

亮綠色標記的 RNA 翻譯揭示了兩個即將分離的人類細胞仍然通過紅色微管連接，紅色微管在細胞分裂過程中提供了一些結構。中間的綠色點是中間體，這種結構將在分裂完成時釋放，并自由地將其重要的遺傳物質攜帶到其他細胞。圖片來源：威斯康星大學麥迪遜分校斯科普實驗室

在最近發(fā)表在《I》雜志上的一項研究中，斯科普的實驗室和巴黎巴斯德研究所、哈佛醫(yī)學院、波士頓大學和猶他大學的合作者分析了中間體的內容——分裂過程中子細胞之間形成的——并追蹤了細胞分裂后釋放的中體殘余物的相互作用。他們的研究結果表明，中體是癌癥在全身擴散的載體。

“人們認為中體是細胞分裂后死亡或回收的地方，”斯科普說。 “但一個人的垃圾卻是另一個人的寶藏。中間體是細胞用來通信的一小包信息。”

中體參與細胞信號傳導和刺激細胞增殖的研究此前已被研究過，但斯科普和她的合作者希望深入研究中體殘余物的內部以了解更多信息。

研究人員在中間體內發(fā)現(xiàn)了 RNA（一種 DNA 的工作副本，用于產生使細胞中發(fā)生事情的蛋白質）以及將 RNA 轉化為蛋白質所必需的細胞機制。中間體中的 RNA 往往不是細胞分裂過程的藍圖，而是參與引導細胞用途的活動的蛋白質的藍圖，包括多能性（發(fā)育成體內許多不同類型細胞的能力）和腫瘤發(fā)生（形成癌性腫瘤）。

“中體殘余物非常小。它的大小為一微米，百萬分之一米，”斯科普說。 “但這就像一個小型月球著陸器。它擁有維持分裂細胞的工作信息所需的一切。它可以遠離有絲分裂位點，進入你的血液并落在遠處的另一個細胞上。”

許多中體殘余物會被脫落的子細胞之一重新吸收，但那些降落在遙遠表面（例如月球著陸器）的子細胞可能會被第三個細胞吸收。如果該細胞吞噬了中體，它可能會錯誤地開始使用封閉的 RNA，就好像它是自己的藍圖一樣。

先前的研究表明，癌細胞比干細胞更有可能攝入中間體及其可能改變命運的物質。干細胞能夠產生新細胞，對其多能性很有價值，它們會吐出大量中間體，也許是為了維持它們的多能性。

未來的研究或許能夠利用中體 RNA 的力量將藥物輸送到癌細胞或阻止它們分裂。

“我們認為我們的發(fā)現(xiàn)代表了癌癥檢測和治療的巨大目標，”斯科普說，他的工作得到了美國國立衛(wèi)生研究院的支持。

研究人員發(fā)現(xiàn)了一個名為 Arc 的基因，它對于向中體和中體殘余物加載 RNA 至關重要。 Arc 是很久以前從一種古老病毒中提取出來的，它還在腦細胞形成記憶的過程中發(fā)揮著重要作用。

“Arc 的丟失會導致中體中 RNA 的丟失以及到達受體細胞的 RNA 信息的丟失，”Skop 說。“我們相信這種記憶基因對于所有細胞傳遞 RNA 信息都很重要。”

斯科普實驗室的高級科學家 Sungjin Park 是這項新研究的主要作者。斯科普和合作者還正在申請兩種新方法的專利，這些新方法可以更輕松地從細胞介質或血清中分離中間體結構，從而改善癌癥診斷。

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