ETH的研究人员正在阐明当细胞超过正常大小并衰老时会发生什么。这项新发现有助于优化癌症治疗方法。
生长是一个基本的生物过程，是生物体发育和繁殖的先决条件。细胞生长(即产生新的生物量)和细胞分裂的过程必须相互协调。
在像人类这样的多细胞生物中，细胞的生长也必须与其环境相协调，这样细胞才能以适当的数量和大小形成功能组织或器官。因此，细胞的生长受到严格的调控，只有在某些生长信号存在的情况下才会发生。
但是癌细胞是不同的。它们不受控制地生长，不停地分裂，它们对环境发出的停止信号没有反应。
优势也可能是劣势
现在，发表在《分子细胞》杂志上的几项研究表明，不受控制的生长不仅是癌细胞的优势，也是它们的弱点。
其中一项研究是由苏黎世联邦理工学院生物化学研究所的Gabriel Neurohr教授领导的。几年来，他和他的团队一直在研究细胞生长如何影响细胞功能。他们还在研究当细胞超过正常大小并进入一种研究人员称之为衰老的状态时会发生什么。在这种状态下，细胞变得异常大，失去了分裂的能力。然而，它们仍然是活跃的，可以影响它们的环境，例如通过释放信使物质。
衰老细胞存在于正常组织中，在衰老过程中起着重要作用。然而，衰老也可以用化学物质来诱导，因为它会导致分裂能力的丧失，所以它是某些癌症治疗的目标。
DNA修复的中断
Neurohr的同事Sandhya Manohar现在正在研究过大的尺寸是否会影响衰老细胞的细胞功能。在她的研究中，她用抑制生长和分裂的物质处理了一种非癌细胞系和一种乳腺癌细胞系。
当她在细胞培养中只使用抑制分裂的物质时，细胞确实不再能够分裂，但它们继续生长并进入衰老。结果，它们永远失去了分裂的能力。即使在马诺哈尔停止使用分裂抑制剂之后，这种效果仍然存在。
丧失分裂能力的一个重要原因是，增大的细胞不能再修复其遗传物质的损伤，如双链DNA断裂。当细胞在分裂之前复制其遗传物质时，这种断裂总是自发发生的。
此外，这些细胞不能正确激活一个关键的信号通路(p53-p21)，这对DNA断裂的协调反应至关重要。其结果是，损坏不能得到足够有效的修复。这就意味着，对于增大的细胞来说，在分裂过程中，无数无法修复的DNA断裂会累积起来，直到分裂不再可能。
联合治疗是否适得其反?
然而，当研究人员同时用抑制分裂和抑制生长的物质处理细胞时，在停止使用这两种物质后，细胞能够再次正常分裂和繁殖。“在癌症治疗中，这正是你不想要的，”Neurohr说。
生长和分裂抑制剂已经被用于癌症治疗。“根据我们对细胞培养的观察，我们预计同时使用分裂抑制剂和生长抑制剂治疗肿瘤会增加复发率。首先使用分裂抑制剂，然后再使用进一步破坏细胞DNA的药物，使分裂完全不可能，这更有意义，”Neurohr解释说。
需要进行临床试验nfirm发现
到目前为止，ETH的研究人员只在细胞培养上测试了他们的新发现。由于生长和分裂强烈依赖于细胞环境，研究小组不能将这些结果直接转移到临床环境中。因此，首先需要在类器官或组织样本上进行试验，以更好地测试潜在的治疗方法。研究分裂抑制剂和其他药物的各种组合的临床研究也在进行中。
ETH研究人员在Neurohr下提出的想法得到了其他三个国际研究团队的支持，这些研究也发表在同一期的《分子细胞》上。
这些研究表明，过度活跃生长的癌细胞对分裂抑制剂治疗敏感。由于这些物质已经被用于治疗某些类型的乳腺癌，这项新发现可能对癌症治疗产生长期影响。
