煽动肿瘤生长的火焰:负责保护染色体末端的酶刺激肿瘤的发生
染色体由长而重复的DNA序列包裹,称为端粒。这些“帽”通过隔离自然伴随复制的DNA末端的稳定缩短来防止基因组损伤。一旦成熟,细胞通常会停止产生构建端粒的酶端粒酶,当端粒帽缩短到临界长度时,细胞就会停止分裂。然而,许多癌细胞通过恢复端粒酶的生产绕过了这一限制,允许不受控制的生长。
一些研究表明,端粒酶的功能不同于染色体封顶。来自美国A*STAR研究所的Vinay Tergaonkar团队的研究分子与细胞生物学在新加坡发现了NF-κ b——另一种在许多癌症中异常激活的蛋白质——不仅刺激释放促进一氧化氮的信号炎症反应帮助击退感染威胁,但如果不加以控制,也可以建立有利于癌细胞生长的生理条件。”慢性炎症而端粒酶的重新激活是大多数人类癌症的标志,”Tergaonkar说,“但是NF-κB增强和端粒酶活性如何在癌症中维持的机制还不清楚。”
他们的实验揭示了这些过程之间惊人的密切关系。在培养的人类癌细胞中,提高端粒酶活性可以增强肿瘤的发生,但这些作用可以通过强迫细胞产生较低水平的NF-κB来抵消。研究人员随后证明端粒酶直接增强NF-κB活性(见图),并发现缺乏端粒酶的转基因小鼠暴露于细菌毒素后炎症反应大大减少。
Tergaonkar的团队比较了端粒酶产生细胞和端粒酶缺失细胞中NF-κB的活性,发现了类似的效果。由于两种细胞系的端粒长度相等,这些结果有利于端粒独立的作用模式。研究人员证明,端粒酶直接与众多NF-κB靶基因结合,并实际上加强了NF-κB与这些基因组位点的关联。例如,端粒酶和NF-κB协同刺激主要炎症信号白细胞介素-6 (IL-6)的产生。Tergaonkar和他的同事还发现了一种端粒酶的化学抑制剂可以显著降低多种白血病细胞系中IL-6的产生。
也许最重要的是,编码端粒酶的基因本身就是NF-κB的靶标,造成了信号传导的“恶性循环”。Tergaonkar说:“这两条路径相互促进对方的活动。”“因此,这些发现为绝大多数癌症中出现的持续炎症提供了一个统一的机制,并确定了端粒酶作为一种新的炎症调节器。”在未来的努力中,他的团队将探索端粒酶如何发挥其基因调控作用,并寻找潜在的伴侣分子协助这一过程。
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