免疫细胞弯曲导致核破裂 促进癌症药物研发

  细胞能够完成的一些运动是你在瑜珈班上做不到的。当免疫细胞侦察到入侵的微生物时，他们能够把自己变形以穿过细胞间狭窄的缝隙。但他们可能付出代价，两项新的研究揭示，这种变形的能力可能使包裹细胞核的核膜破裂，并破坏DNA。其结果将促使研究人员设计出防止癌症细胞迁移到新的部位的药物。
  “这是一个惊奇的发现”，德国埃朗根-纽伦堡大学的生物物理学家本.法布雷说。他没有参与此项工作，法布雷说，他已经观察到细胞穿越过狭窄的空间“数年但没有注意到这个”。
  看到细胞变形扭曲以通过狭窄的空间—有时不到它们身体宽度的四分之一—“你甚至为它们感到疼痛”，巴黎居里研究所的生物学家马蒂修.皮埃尔说。但因为细胞到柔韧的，研究人员曾经以为这种努力不会导致损害。细胞核比细胞的其他成份都要坚硬，但是，它可能承受不了这种压力。“我们开始奇怪细胞是否正在损害细胞核”，当它们穿过这种狭窄空间时，皮埃尔说。恰巧，大西洋的对岸，康奈尔大学的生物工程师简.莱沫丁和他的同事也开始为此事感到惊奇。
  为发现个中缘由，两个组观察了细胞穿越不同的狭窄的缝隙。莱沫丁小组把癌细胞和健康细胞放在一个小型 的障碍通道上。这些细胞被作了基因修改因此他们的细胞核携带了绿色或红色的荧光蛋白。当一个细胞穿越一个狭窄处时，色彩被释放到细胞质时，意味着包裹细胞核的细胞膜已经破裂。皮埃尔和同事也注意到当免疫细胞和癌细胞受到挤压时，微粒从细胞核中释放出来。两个小组今天在科学杂志网络版上报告了他们的发现。
  研究人员过去认为细胞只有在将要分裂前才会打开核膜。其他时候，把细胞核的内容物与细胞质混合在一起是有破坏性的。细胞质含有酶，能够破坏病毒的DNA从而防止其入侵。如果核膜破裂，这些酶就可以获取细胞的DNA。“膜的破裂对细胞和细胞的生存来说是最糟糕的事，”皮埃尔说。
  但是核膜的破裂并不是受挤压的细胞所面临的唯一问题。两个小组都判断，蠕动经过狭窄间隙的细胞破坏了细胞的DNA。细胞的双链发生了断裂，这是一种会导致细胞死亡或变癌性细胞的损害。不管这些断裂是由于细胞的抗病毒酶破坏了他们的染色体，或其他不明原因所导致，如细胞所承受的挤压。莱沫丁说。
  两个小组发现，细胞在受伤后因为能快速愈合而继续生存。他们能修复受伤的DNA，一种叫ESCRT3的物质能够修补核膜的破洞。细胞核的修复在破坏后2分钟内进行，并在10-30分钟内完成，莱沫丁和他的同事判断。
  两个小组在实验室所观察到的DNA破坏在我们的身体里广泛存在，因为许多细胞是在运动的，位于Klosterneuburg的奥地利科学技术学院的细胞生物学家 Michael Sixt 说。他与这项研究并没有关联。“当它们在运动时，他们在持续接受这种按摩”，这可能会破坏核膜。这项研究提出的问题关于细胞运动时如何应对细胞核，他说,"它们不能仅仅推动他，他们不得不用某种方法去保护它"。
  对核膜的修复能力将帮助免疫细胞生存，但同样对癌细胞有利。癌细胞的转移，或移动到身体的一个新部位并开始生长，导致了大部分癌症病人的死亡。但是，莱沫丁和皮埃尔两个组的研究显示，阻止受挤压细胞DNA和核膜的修复对细胞来说是致命的，这也提示阻止这两个过程的药物可以防止癌症细胞的转移——虽然研究人员还必须找到防止对健康细胞损害的方法。莱沫丁说：“癌细胞会在组织间移动时把自己杀死”。

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