揭秘细胞分裂的秘密：为何癌细胞如此狡猾？

揭秘细胞分裂的秘密：为何癌细胞如此狡猾？

细胞分裂是生命的基本过程，从单细胞生物到人类，所有生物体的生长和繁殖都依赖于这一过程。然而，细胞分裂并非简单的复制粘贴，而是一个高度精密、严格调控的生物学机制。最近，《科学》和《细胞》杂志上的两项重要研究揭示了细胞分裂过程中的关键调控机制，为我们理解癌细胞的无限增殖提供了新的视角。

有丝分裂的“秒表”：细胞如何检测异常分裂

在一项发表于《科学》杂志的研究中，来自美国加州大学圣地亚哥分校的研究团队发现了一种名为“有丝分裂秒表复合物”的分子机制。这种机制能够检测细胞分裂过程中的异常，并通过触发细胞停滞或死亡来保护机体免受癌症的威胁。

正常情况下，有丝分裂需要约30分钟完成，期间细胞会复制染色体并将其均等地分配到两个子细胞中。然而，当细胞出现缺陷时，这一过程会延长。研究发现，当有丝分裂时间超过30分钟时，一种由三种蛋白质（p53结合蛋白1、USP28和p53蛋白）组成的复合物开始形成。这种复合物的形成量与异常分裂时间成正比，最终会导致细胞停滞或死亡。

论文共同通讯作者Franz Meitinger教授解释道：“这种复合物不会在正常的有丝分裂过程中形成，只有在有丝分裂时间较长时才会形成。细胞中的这种缺陷不能被细胞直接识别，但细胞能测量的是它们在有丝分裂中花费的时间，它们利用这一信息来了解有丝分裂进行得如何。”

DNA复制的“质检员”：55LCC蛋白复合物的作用

另一项发表于《细胞》杂志的研究则揭示了DNA复制过程中的关键质量控制机制。来自美国宾夕法尼亚大学和英国利兹大学的研究团队发现了一种名为55LCC的四蛋白复合物，它在DNA滞后链的复制停止过程中发挥着核心作用。

DNA复制是一个高度精确的过程，任何错误都可能导致细胞死亡或癌症。研究发现，55LCC复合物能够与DNA及其相关复制复合物结合，在ATP酶的驱动下让原本紧密折叠的复制复合物去折叠，使其被蛋白切割酶切碎并清除。这种机制确保了DNA复制的准确性和完整性。

宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院癌症生物学系教授Roger Greenberg博士表示：“我们发现了细胞中的一种关键质量控制机制。我们体内每天都有数万亿个细胞进行分裂，这就需要准确复制我们的基因组。我们的研究描述了一种调节复制DNA中蛋白稳定性的新机制。我们如今对这一复杂生物过程中的一个重要步骤有了更多的了解。”

癌细胞的“狡猾”之处

癌细胞之所以如此难以对付，正是因为它能够逃脱这些精密的调控机制。在正常细胞中，有丝分裂秒表复合物和55LCC蛋白复合物等机制共同作用，确保细胞分裂的准确性和安全性。然而，癌细胞却能够通过各种方式规避这些机制：

• 逃脱时间检测：癌细胞往往能够抑制p53蛋白的功能，从而避免因异常分裂时间而被清除。
• 破坏质量控制：癌细胞中的55LCC复合物功能可能受损，导致DNA复制错误积累而不被清除。
• 无限增殖：通过上述机制的失效，癌细胞获得了无限增殖的能力，形成了难以控制的肿瘤。

这些发现不仅加深了我们对细胞分裂过程的理解，更为癌症治疗提供了新的思路。例如，通过恢复p53蛋白的功能或增强55LCC复合物的活性，或许能够重新激活细胞的自我保护机制，从而抑制癌细胞的生长。

尽管这些研究还处于基础科学阶段，但它们为我们揭示了癌细胞“狡猾”的本质，也为未来的癌症治疗带来了新的希望。正如Greenberg教授所说：“这项研究有望标志着人们开始更深入地了解这些严重的神经发育综合征。最终，这一发现的影响可能会更广泛。它可能导致人们找到缓解与包括癫痫、听力损失、智力迟钝和骨髓功能不全在内的55LCC功能障碍综合征相关的临床问题的方法。”