促进癌症的酶也被发现保护健康细胞

2020-06-16 226癌症

促进癌症的酶也被发现保护健康细胞。马里兰大学和美国国立卫生研究院的最新研究揭示了端粒酶的新作用。端粒酶在正常组织中唯一已知的作用是保护某些规则分裂的细胞,例如胚胎细胞,精子细胞,成年干细胞和免疫细胞。科学家认为端粒酶在所有其他细胞中均被关闭,但在癌性肿瘤中,端粒酶可促进无限的细胞分裂。

促进癌症的酶也被发现保护健康细胞

促进癌症的酶也被发现保护健康细胞,这项新研究发现端粒酶在衰老过程的关键时刻在正常的成年细胞中重新激活。就在细胞死亡之前,端粒酶的爆发会缓冲细胞免受衰老的压力,从而减缓进程并减少可能导致癌症的DNA损伤。该研究于2019年9月2日发表在《美国国家科学院院刊》上。

该研究的资深作者,UMD细胞生物学和分子遗传学副教授Kan Cao说:“这项研究重塑了目前对正常细胞中端粒酶功能的理解。” “我们的工作首次表明端粒酶在成年细胞中除了促进肿瘤形成外还有其他作用。我们现在可以说,在细胞生命周期的关键时刻调节端粒酶的激活起着重要的作用。”

研究背景

端粒酶可防止端粒缩短-端粒是细胞染色体末端的一种特殊的DNA-蛋白质结构,可保护染色体免受损害。当细胞大量分裂时,端粒酶在胚胎发育和干细胞分化过程中起着至关重要的作用。在正常的成年细胞中,端粒酶被关闭,端粒随着每个细胞分裂而缩短,直到达到临界长度。在端粒的临界长度下,细胞会停止分裂并死亡或遭受DNA损伤,从而可能导致恶性肿瘤。

在这项新工作之前,科学家认为,大多数成年细胞中端粒酶的表达只能导致无限的细胞分裂,就像在癌性肿瘤中看到的那样。

曹和她的同事怀疑端粒缩短的同胞小鼠在实验室中观察到显着差异时,端粒酶可能在成年细胞中起作用。小鼠是野生型小鼠和转基因小鼠的后代,它们已经繁殖了许多代而没有产生端粒酶的能力。所有的兄弟姐妹都有异常短的端粒,但是研究人员发现,没有遗传该基因的小鼠从其野生型亲本中产生端粒酶,它们的寿命较短,进行性组织萎缩和自发性癌症。

研究内容

为了了解发生了什么,曹和她的同事们比较了同胞小鼠的皮肤细胞,发现尽管这两个细胞系都具有相对较短的端粒,但端粒酶缺陷小鼠的细胞比同胞的细胞更快地停止分裂并发生更多的恶性转化。产生端粒酶。

此外,研究人员发现,当来自非端粒酶缺陷型小鼠的皮肤细胞接近端粒临界长度时,它们自然会产生端粒酶爆发,这减慢了端粒缩短的过程并减少了可能导致癌症的DNA损伤量。据曹说,这些结果表明,在细胞寿命即将结束时表达的端粒酶可软化衰老的打击,并导致逐渐的细胞死亡。

研究人员还发现,在缺乏端粒酶的细胞中重新激活表达端粒酶的基因可以拯救它们,延长它们的分裂能力并减少DNA损伤。

为了查看他们在小鼠中观察到的结果是否对人类正确,研究小组对人类皮肤细胞进行了实验室研究。研究人员发现,当人类细胞接近临界端粒长度时,它们也会表达端粒酶。另外,与不表达端粒酶的人皮肤细胞相比,不能表达端粒酶的人皮肤细胞更快地达到临界端粒长度,并且显示出明显更多的DNA损伤。

曹说,研究人员的下一步是找出端粒酶在细胞接近临界端粒长度时如何开启端粒酶,并探索端粒酶充当缓冲缩短端粒应力的缓冲机制。

引用

University of Maryland. "Enzyme known for promoting cancer found to also protect healthy cells." ScienceDaily. ScienceDaily, 2 September 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190902181606.htm.

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