在令人惊讶的实验后，不正确的染色体数与癌症之间的关系被重新评估

一个多世纪前，一位德国出生的科学家在用浸渍过的海胆卵进行实验时发现了一种见解，从而提出了最早的现代癌症理论之一。Theodor Boveri将海胆胚胎中不正确的染色体数与异常发育联系起来。1902年，他推断，拥有错误数量的染色体会导致细胞不受控制地生长，成为癌症肿瘤的种子。

今天在杂志上癌症细胞美国冷泉港实验室(CSHL)研究员Jason Sheltzer博士及其CSHL和麻省理工学院的同事报告了令人惊讶的实验结果，这些实验旨在探索染色体过多或过少的后果，生物学家将这种现象称为非整倍体(an - u-ploid-ee)。

从Boveri的时代起，人们就知道大多数癌症中的细胞——90%的实体瘤和75%的血癌——染色体数量异常。(最人类细胞通常有46条染色体:两组23条，一组遗传自父母双方。)新发表的实验表明，非整倍体和癌症之间的关系比以前认为的要复杂得多。

Boveri聪明地假设，错误的染色体数量破坏了细胞中促进和抑制增殖的信号之间的平衡，导致正常细胞被转化为癌变细胞”谢尔策说。“我们开始在来自小鼠和人类的细胞系中测试这一点，并得出了我们绝对没有预料到的结果，这促使我们更深入地挖掘答案。”

Sheltzer在麻省理工学院的Angelika Amon博士的实验室开始了他的项目，并在他自己的CSHL研究小组中得出了结论，他把两组原本完全相同的细胞并排放在培养皿中。一组由染色体数正常的细胞组成;另一组是多出一条染色体的细胞。他们观察到非整倍体组的细胞生长得慢得多。考虑到这两组细胞都通过被称为癌基因的促癌基因的激活，为癌变做好了准备，这就更加令人费解了。此外，当恶性前非整倍体细胞被注射到啮齿动物体内时，它们始终形成比染色体数正常的恶性前细胞更小的肿瘤。

如果多出一条染色体会导致反，那么，非整倍体本身可能不是癌症的直接原因。然而，这提出了一个明显的问题:为什么人类癌细胞绝大多数是非整倍体?

更多的实验使研究人员得出了一个新的假设:染色体的不稳定性无疑伴随着额外的染色体，导致一些细胞以增强生存能力的方式进化，也导致它们获得促癌特征。

这就是研究小组在一些培养的非整倍体细胞中观察到的情况。“我们注意到，非整倍体细胞一开始生长得非常差。但在某些情况下，如果我们让它们单独生长几周，就会发生一些事情，一夜之间它们就会开始以更快的速度生长，”谢尔策说。

这种现象几乎从未发生在恶性前期但仍有正常染色体数的对照细胞组中。“但在开始非整倍体的细胞中——有一个额外的染色体——这些细胞现在表现出来不同的一旦它们开始快速生长，就会变成非整倍体，”谢尔策说。有些人失去了额外染色体他们本来有，但又增加了一个或多个其他的。其他人获得或失去整个染色体，但获得或失去其他染色体的一部分。

简而言之，突然被唤醒的细胞显示出巨大的基因组不稳定性，远远超出了实验开始时它们简单的非整倍体状态。Sheltzer的研究小组提出，这些细胞迅速进化，获得不同的突变，从而获得生存益处——也许使它们能够在新的环境中生长，就像转移性癌细胞进化到能够从它们的原始组织分离，并在身体的不同部位生长一样。“我们认为这种快速进化可能会使非整倍体细胞获得一些可能促进癌症发展或导致癌症的促癌特征癌症在一个人体内扩散，”谢尔策说。

部分基于他在麻省理工学院的博士论文中对酵母进行的研究，Sheltzer怀疑非整倍体会导致DNA复制错误，以及细胞分裂过程中染色体分离的问题。他说，随着时间的推移，这些问题的积累可能会触发非整倍体细胞生长的拐点，他的团队在今天发表的实验中报告了这个拐点。

根据定义，拥有不规则数量的染色体会导致非整倍体细胞中表达的蛋白质数量的不平衡。在这方面，这项新研究呼应了Boveri在一个多世纪前将异常联系起来的推测染色体数目细胞中促增殖和抗增殖信号不平衡。Sheltzer将继续探索非整倍体细胞的进化，包括在恶性前期是否出现快速进化的问题细胞这可能解释了他们后来抵抗化疗的能力。

这里描述的研究得到了:国家卫生研究所GM056800和凯西和科特大理石癌症研究基金的支持;惠特克健康科学基金奖学金;麻省理工学院癌症研究奖学金。

“单染色体增益通常作为肿瘤抑制因子”出现在2017年1月12日癌症细胞．作者是:Jason M. Sheltzer, Julie H. Ko, John M. Replogle, Nicole C. Habibe Burgos, Erica S. Chung, Colleen M. Meehl, Nicole M. Sayles, Verena Passerini, Zuzana Storchova和Angelika Amon。

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