Nature：破解癌细胞永生化之谜

我们体内所有的正常细胞都配备一种自动的自我摧毁机制：在经过大约60次分裂之后，它们都死亡。这种内在时钟引起癌症研究人员的极大兴趣，这是因为大多数类型的癌症在这种天生的定时机制上存在缺陷。癌细胞的分裂发生差错而不受控制，因而它们能够继续无限分裂下去而导致肿瘤快速生长。在一项新研究中，瑞士研究人员发现一种蛋白复合物参与这种不受控制的过程。2012年7月4日，相关研究成果发表在《自然》杂志上。

细胞永生化(cellular immortality)导致癌症形成，而且重新具备在发育中的胚胎里的细胞才有的一种关键功能：端粒长度不缩短。每条染色体的末端含有一段被称作端粒的特殊DNA序列，它的长度受到端粒酶的调节。端粒的序列长度代表着一个细胞的寿命。当细胞每分裂一次时，它就缩短。当端粒最终消耗殆尽时，细胞就死亡。

细胞永生化是癌症的共同特征。正常情况下，一旦胚胎发育阶段结束，除了成体干细胞之外，我们体内的细胞就停止产生端粒酶。但是，细胞偶尔发生突变而重新激活端粒酶，这样当细胞分裂时，端粒就变长而不是缩短。这就是癌细胞永生化的形成机制。这种突变本身并不足以导致癌症产生。但是细胞永生化在90%已知的癌症中是肿瘤形成的一个关键因素。

但是特别令人感兴趣的是，即便在癌细胞中，端粒也不会无限制地变长。在每次细胞分裂时，癌细胞与大多数细胞一样丢失大约60个核苷酸，但是活化的端粒酶给它补回一样多的核苷酸，然后内部时钟被重置为零，它就永生化。但是这里就存在一个问题：是什么阻止端粒无限制变长？

来自瑞士洛桑联邦高等理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) Joachim Lingner教授实验室的一个研究小组给出这个问题的答案：他们鉴定出三个蛋白连接在一起而形成一种被称作CST的蛋白复合物，然后附着到端粒上。这种蛋白复合物有点类似于一口锅上的盖子，阻止端粒酶在端粒上发挥作用。但是在癌细胞中，它们的作用时间不对，即它们参与的时间太晚了。

Ligner解释道，“如果我们能够让这些蛋白在更早的时间发挥作用，或者我们能够重新构建一种类似的机制，癌细胞就不再永生化。”这样，癌细胞就能够像正常细胞那样死亡。但是他强调，离临床应用仍然有很长的一段路要走。研究人员希望这一发现将提供新的靶标用于药物开发以便抵抗癌症。

本文编译自Demystifying the immortality of cancer cells

doi: 10.1038/nature11269
PMC:
PMID:

The human CST complex is a terminator of telomerase activity