清华解开细胞核增大之谜,调控蛋白失能是关键

许多不正常增生的癌细胞为何会有比较大的细胞核?清华大学研究团队通过研究果蝇细胞发现,细胞核内的DNA受损修复机制失效是关键,这是科学界首次发现调控蛋白失能会造成细胞核增大,未来有望应用在癌症及其他退化性疾病的临床研究上。

这项突破性的发现由清华大学生物科技研究所教授桑自刚指导研究团队完成,近日发布在国际顶尖期刊“自然通信”(Nature Communications),一旦调控蛋白失能,导致标记蛋白累计,修复蛋白就无法去修补受损DNA,造成细胞核异常增大,这也是临床上最常观察到的癌细胞病理现象。

过去的研究已证实,细胞核与细胞质必须维持一定比率,才能维持正常的生理运行,癌细胞则有细胞核异常增大、形态改变的现象,一些退化疾病如早衰症也是如此,因此桑自刚团队一直想找出是什么因素导致细胞核异常增大?

桑自刚表示,推测是调控蛋白惹的祸,研究团队决定试着把调控蛋白“关掉”,看看会发生什么事,由于果蝇体内的调控蛋白TER94与人体内的的调控蛋白VCP同源,两者十分相近,研究团队选择果蝇的眼晴细胞来做实验。

正常情况下,只要DNA发生破损断裂,标记蛋白MDC1就会被召唤到DNA断裂处,指引后续的修复蛋白前往修补,保持细胞如常运行,但桑自刚团队发现,若调控蛋白VCP因遗传或基因突变,无法发挥它调控的功能,标记蛋白MDC1就会不断累计在DNA断裂处,使得修复蛋白无法直达损伤处进行修补,最终导致细胞核异常增大。

桑自刚指出,这项研究由科技部计划资助,研究团队成员包括博士生张雅筑及硕士生彭昱翔、余柏桦、梁珮欣、黄亭苡、施朝杰,分别负责果蝇的遗传筛选、监测细胞核细胞大小、筛选DNA受损机制等实验。

张雅筑表示,团队在实验过程中会先解剖果蝇,取得眼睛细胞,把抗体染色后,就能以显微镜观察细胞核的形态,不只是调控蛋白,人体内的标记蛋白和抑癌蛋白都跟果蝇基因串行非常相似。

桑自刚强调,美国已有针对抑制VCP蛋白的小分子药物进行临床研究中,如将研究团队发现的机制投入新型药物的开发,就有机会让减缓癌症转移及治疗退化性疾病露出曙光。

(首图来源:清华大学)

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