Cell：癌症标志：分离染色体的3D细胞环境
2018-08-28 小通 生物通
Howard Hughes医学研究所调查员Angelika Amon和同事发现从原生环境中提取的细胞很难正确地分割染色体。8月23日，他们的这项意外发现发表于《Cell》杂志，对试图在实验室环境培养人类组织的科学家来说可能是一个打击。
对于一些细胞来说，左邻右舍就是它一切。
Howard Hughes医学研究所调查员Angelika Amon和同事发现从原生环境中提取的细胞很难正确地分割染色体。8月23日，他们的这项意外发现发表于《Cell》杂志，对试图在实验室环境培养人类组织的科学家来说可能是一个打击。
这个结果也可以解释为什么染色体错误在癌细胞中如此猖獗，肿瘤可以改变细胞的外部环境，据Amon说，这些改变足以影响染色体分裂。
生物科学家习以为常地在塑料培养皿中饲养细胞，在这种条件下，肝细胞的染色体分裂格外不讨人喜欢。与正常的平均染色体不同，肝细胞经常落下一条染色体。
麻省理工大学的细胞生物学家Amon说，这种错误会扰乱细胞的遗传物质，使实验室培养肝脏具有一定的挑战性，而肝脏再生可以说是再生医学领域的一座圣杯。“也许没人能触及它，因为培养皿中的肝细胞已经变得如此混乱，无法利用，”她说。
他们的新研究暗示，似乎存在一种更好的办法。
他们与Whitehead生物医学研究所的细胞生物学家Kristin Knouse合作，将培养皿中生长的肝细胞分裂与小鼠体内的进行了比较。
正如预期所料，培养皿中生长的小鼠肝细胞出现染色体错误堆积，而体内并没有发生染色体分离缺陷。“事后我们再看，这就是科研界中‘开始只是出于好奇，后来却变成重大发现’的一个例子，”Amon说。
研究人员发现，来自小鼠乳腺和皮肤的细胞在染色体分裂上也表现出类似的差异——换句话说，染色体分裂取决于外部环境。
组织施加的外力有助于引导每个细胞内部的染色体。这种组织水平的调控“模糊了细胞自生自灭的概念，”Amon说。
说来奇怪，外部环境如何控制像染色体分离这样的细胞固有事件？Knouse说。在体内，细胞属于大型组织结构的一部分，它们不能游离出来单独活动，作为一种折衷的手段，也许细胞已经变得依赖较大的组织来发挥它们的内在功能了。
研究人员尚不清楚外部环境究竟如何影响细胞染色体分裂，尽管他们也提出了一些猜想：一种名为整合素的分子可以通过影响纺锤体附着，间接改善染色体分离。
这项研究还有助于解释癌细胞染色体数目异常的原因。肿瘤可以改变它们所形成的组织结构，科学家说，这种改变可能会引发染色体问题。“一旦你失去整条染色体，你就变得更不稳定了，”Amon说。“这种不稳定性使癌症侵袭性更强。”
更具体的影响是，新发现表明细胞应该在正确的环境下进行研究，平板细胞培养需要迭代更新了，因为有些细胞实际上本应属于三维器官的一部分。
原始出处：Knouse KA1, Lopez KE2, Bachofner M3, Amon A4. Chromosome Segregation Fidelity in Epithelia Requires Tissue Architecture. Cell. 2018 Aug 17.
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