長壽文章

已知會促進癌症的酵素也能保護健康細胞

已知會促進癌症的酵素也能保護健康細胞

馬裡蘭大學研究人員發現,端粒酶可以使癌細胞“永生化”,還可以預防腫瘤並減緩正常細胞死亡的關鍵階段。

馬裡蘭大學和美國國立衛生研究院的新研究揭示了端粒酶的新角色。 端粒酶在正常組織中唯一已知的作用是保護某些定期分裂的細胞,例如胚胎細胞、精子細胞、成體幹細胞和免疫細胞。 科學家認為端粒酶在所有其他細胞中都被關閉,除了在癌性腫瘤中,端粒酶促進無限的細胞分裂。

這項新研究發現,正常成體細胞中的端粒酶在老化過程的關鍵點重新活化。 就在細胞死亡之前,端粒酶的爆發可以緩衝細胞免受衰老的壓力,減緩這一過程並減少可能導致癌症的 dna 損傷。 該研究於2019年9月2日發表在《美國國家科學院院刊》。

「這項研究重塑了目前對正常細胞中端粒酶功能的理解,」該研究的資深作者、馬裡蘭大學細胞生物學和分子遺傳學副教授 Kan Cao 說。 “我們的工作首次表明,端粒酶在成體細胞中的作用不僅僅是促進腫瘤形成。我們現在可以說,在細胞生命週期的關鍵點調節端粒酶的激活發揮著重要作用。”

端粒酶可防止端粒縮短,端粒是細胞染色體末端的一種特殊 dna 蛋白質結構,可保護染色體免受損害。 當細胞大量分裂時,端粒酶在胚胎發育和幹細胞分化過程中發揮關鍵作用。 在正常成體細胞中,端粒酶被關閉,端粒隨著每次細胞分裂而縮短,直到達到臨界長度。 當端粒長度達到臨界點時,細胞停止分裂,要麼死亡,要麼經歷可能導致惡性腫瘤的 dna 損傷。

在這項新工作之前,科學家認為大多數成體細胞中端粒酶的表達只能導致無限的細胞分裂,就像在癌性腫瘤中看到的那樣。

曹和她的同事在實驗室中觀察到端粒縮短的同胞小鼠之間存在顯著差異,他們懷疑端粒酶可能在成年細胞中發揮作用。 這些小鼠是野生型小鼠和基因轉殖小鼠的後代,這些小鼠已經飼養了許多世代,無法產生端粒酶。 所有的兄弟姊妹都有異常短的端粒,但研究人員發現,沒有從野生型父母那裡繼承產生端粒酶的基因的小鼠表現出更短的壽命、進行性組織萎縮和自發性癌症。

為了了解發生了什麼,曹和她的同事比較了同胞小鼠的皮膚細胞,發現雖然兩種細胞系的端粒都相對較短,但端粒酶缺陷小鼠的細胞比來自同胞小鼠的細胞更快停止分裂,並且發生更多的惡性轉化。

更重要的是,研究人員發現,當非端粒酶缺陷小鼠的皮膚細胞接近臨界端粒長度時,它們會自然產生大量端粒酶,從而減緩端粒縮短的過程,並減少可能導致癌症的dna 損傷量。 曹說,這些結果表明,在細胞壽命即將結束時表達的端粒酶減輕了衰老的打擊,並導致細胞緩慢地死亡。

研究人員還發現,重新活化端粒酶缺陷細胞中表達端粒酶的基因可以拯救它們,延長它們的分裂能力並減少 dna 損傷。

為了看看他們在小鼠身上觀察到的情況是否也適用於人類,研究團隊對人類皮膚細胞進行了實驗室研究。 研究人員發現,人類細胞在接近臨界端粒長度時也會表現端粒酶。 此外,無法表達端粒酶的人類皮膚細胞比表達端粒酶的皮膚細胞更快達到臨界端粒長度,並且表現出明顯更多的dna損傷。

曹說,研究人員的下一步是找出當細胞接近臨界端粒長度時端粒酶表達是如何開啟的,並探索端粒酶作為緩衝端粒縮短壓力的潛在機制。

文章首次發表於 eurekalert.org

研究發表於 美國國家科學院院刊 (2019)

 



較舊的帖子 較新的帖子