科学家发现癌细胞维持端粒长度的新机制

科学家发现癌细胞维持端粒长度的新机制

2009年诺贝尔医学和生理学奖颁给了Elizabeth Blackburn、Carol Greider和Jack Szostak，以表彰他们对端粒和端粒酶在细胞和生物衰老过程中扮演角色的出色研究。而一些癌细胞已经掌握了躲避细胞死亡的诡计：维持染色体保护帽——端粒的长度，一项由Jackson实验室（JAX）Roel Verhaak教授领导的研究发现了一种维持端粒长度的新机制，相关研究成果发表在《Nature Genetics》上。这项研究可能为未来研究如何让癌细胞脱离永生之路回到正常的细胞死亡程序中开启了新方向。

大多数细胞的端粒会随着时间延长不断缩短，当细胞不能再分裂时就会死亡。某些特定细胞，如干细胞和生殖细胞可以不断分裂的原因则是它们有活化的端粒酶，可以延长端粒的长度。此前研究人员已经知道癌细胞可以通过端粒酶反转录酶（TERT）激活端粒酶，但是其中的机制并不清楚。“这些癌细胞劫持了一种机制以维持端粒的长度，使它们能够持续分裂。”Verhaak说道。

研究人员扫描了18430个肿瘤及正常组织样品来确定和比较它们端粒的长度以及端粒酶活性。通过对31种不同肿瘤组织的分析，他们发现肿瘤组织的端粒通常比正常组织短，而软组织肿瘤和脑瘤的端粒比其他肿瘤的端粒更长。

他们发现73%的肿瘤表达TERF（可以激活端粒酶）。除了发现了意料之中的促进TERT表达的突变和基因重组之外，研究人员还意外地发现一个重要的机制：TERT启动子甲基化。甲基化过程中，一种叫做甲基的基团会结合在DNA片段上，从而在不影响基因序列的情况下改变该DNA片段的活性。启动子序列的甲基化通常会抑制基因转录，但是Verhaak却说：“我们发现TERT DNA启动子甲基化导致了TERT的表达，我们认为这是由于DNA甲基化导致mRNA转录抑制蛋白无法结合在DNA上。”

约有22%的肿瘤细胞的TERT表达水平在检测极限之下。“这可能有很多原因。”JAX博士后及研究第一作者Floris Barthel说道，“也许不是所有永生的细胞都采用这种端粒维持机制，或者有其他的机制，或者我们的检测极限以下浓度的TERT就足够维持端粒的长度了。”他表示还需要进一步研究以揭示端粒维持机制或者缺乏该机制的原因。

既然端粒过短时细胞会停止分裂，为什么癌细胞可以无限增殖？

肿瘤细胞之所以能够无限增值，最主要原因就是癌细胞的染色体两端的端粒，细胞分裂时，损坏的端粒会被端粒酶修复，而端粒是关系着细胞衰老死亡的关键所在，也就是说当端粒能够维持不损伤时，细胞就会保持年轻态！无限的增值分裂！其次，在机体中，癌细胞的基因突变，导致癌细胞表面的表型标志，也就是表面抗原，会改变，使他们逃离机体对他们的清除机制，使得他们能够长时间增值分裂

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