北京大学肿瘤医院

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两项新研究对微核进行了揭示

作者: 来源: 发布时间:2024-11-06

近日,《科学》杂志上背靠背发表的两篇研究,带来了对癌细胞微核的全新认知。美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心Di Bona等研究团队完成的研究探讨了微核的核膜具有哪些保护措施,又有哪些因素会破坏这些措施并导致核膜无法复原。(Science. 2024年8月30日在线版)

微核的大小约为细胞核的1/20~1/5,并且微核的核膜稳定性较差,核孔功能异常,层粘连蛋白B1水平更低,微核的核膜发生破裂后也更难修复。

活性氧(ROS)曾被认为积极参与了微核的核膜破坏,比如调控ROS的水平就能够操纵核膜破裂的速率。而在新研究中,研究者借助蛋白质组学手段,分析了ROS操控下有哪些蛋白受影响,其中负责核膜修复的蛋白ESCRT Ⅲ会明显受到ROS的干扰。

核膜内的另一种蛋白CHMP7也对ROS水平升高异常敏感,当ROS升高,CHMP7会开始不断聚集,且不再从微核内部正常地输出到外部。持续存在的CHMP7对于微核稳定是破坏性的,它可与核膜蛋白LEMD2异常结合,进一步促进核膜结构破裂和坍塌。

ROS还会募集自噬相关蛋白p62,这给微核带来了最后一击。p62会不断降解ESCRTⅢ,让核膜无法实现修复,最后走向破裂。

意大利 IRCCS欧洲肿瘤研究所Martin等研究团队揭示了p62的作用机制细节。实验中,研究者比较了微核与细胞核的蛋白质组成。结果显示p62蛋白明显会在微核的核膜中富集,且p62的定位往往与线粒体有关,这是因为线粒体会释放更多的ROS来诱导p62的表达。检测中,与不表达p62的微核相比,那些p62表达阳性的微核往往离线粒体更近。

研究者发现,无论是正常细胞还是癌细胞,只要提升ROS的水平就会让p62蛋白随之增加,微核破裂情况更加严重。而在肿瘤样本中,p62水平越高,样本来源的患者预后就要更差,这也说明p62与癌症的侵袭性是息息相关的。

研究者认为,针对微核的这些发现可帮助我们更好地理解癌细胞的侵袭性行为,从而帮助我们找到更好的治疗和预防策略。

肿瘤细胞的染色体非整倍性,不稳定性和碎片化是促进癌细胞生长的重要动力。由于染色体混乱导致的错误分离,癌细胞无法将染色体进行平均分配,而子代癌细胞也因此会产生许多微核结构来储存这些染色体片段。这些微核结构与正常的细胞核处于分离状态,能一定程度控制染色体碎片。

微核是极其脆弱的,其核膜很容易被破坏。一旦核膜坍塌,其中的DNA片段就会释放到细胞质中,进一步促进染色体重排和表观遗传变化,这是推动癌细胞进化、特征重塑以及产生耐药性的关键原因。因此,了解癌细胞微核相关机制对于探索新的肿瘤治疗策略有重要意义。

(编译 王微微)