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腾讯登录【Science子刊】科学家揭示遗传变化如何导致癌细胞大小有差异
| 导读 | 几乎所有的活细胞都通过连续分裂来保持大小的均匀性。蛋白质的大小可以作为调节细胞周期进程的变阻器。然而，最近有研究发现，癌细胞可以通过收缩或放大来抵御药物治疗或环境中的其他挑战。 |
近日，伦敦癌症研究所（ICR）的研究人员在Science Advances上发表了题为“Characterization of proteome-size scaling by integrative omics reveals mechanisms of proliferation control in cancer”的研究。该研究将生化分析技术与数学分析相结合，揭示了遗传变化如何影响癌细胞的大小，以及开发新的治疗方法以利用这些差异。
DOI: 10.1126/sciadv.add0636
研究背景
01
几乎所有的活细胞都通过连续分裂来保持大小的均匀性。蛋白质的大小可以作为调节细胞周期进程的变阻器。伦敦癌症研究所的研究人员认为，较小的细胞可能更容易受到化疗和靶向药物等DNA破坏剂的伤害，而较大的癌细胞可能对免疫疗法反应更好。
在这项新研究中，团队将创新的高性能图像分析与DNA和蛋白质检测相结合，研究数百万皮肤癌细胞的大小控制。皮肤癌黑色素瘤是由两种不同的基因突变引起的。其中，60%的病例是由BRAF基因突变引起的，而20%到30%的病例是由NRAS基因突变引起的。
较大的细胞可能对免疫疗法更有反应
02
研究人员使用数学算法来分析DNA和蛋白质的大量数据，分析携带这两种突变的皮肤癌细胞在大小和形状上的差异。它们发现，主要的区别是细胞的大小。BRAF突变癌细胞非常小，而NRAS突变癌细胞要大得多，耐药的NRAS细胞甚至更大。
由于较小的细胞非常集中于修复DNA的蛋白质，如PARP, BRCA1或ATM1蛋白质，它们似乎能够忍受更高水平的DNA损伤。ICR的研究人员认为，这可能会使它们更容易受到PARP抑制剂(阻断负责修复DNA损伤的蛋白质的药物)等药物的影响，尤其是在与化疗等DNA损伤剂联合使用时。
相比之下，更大的NRAS突变癌细胞的DNA受到了损伤，并不是修复自己，而是积累突变并扩大。这些较大的细胞不太依赖DNA修复机制，因此对它们使用化疗和PARP抑制剂可能不那么有效。研究人员认为，较大的细胞可能对免疫疗法更有反应，因为大量的突变可能会使它们看起来更陌生。目前研究人员已在进一步探索这一理论。
研究人员认为，BRAF和NRAS突变可能通过调节一种叫做CCND1的蛋白质水平及其与其他蛋白质的相互作用来驱动细胞大小的差异。CCND1参与细胞分裂、生长和维持细胞骨架。
虽然这项研究的重点是皮肤癌细胞，但研究人员怀疑，这种大小转移能力及其对治疗反应的影响在多种癌症类型中都很常见。他们已经在乳腺癌中发现了类似的机制，现在正在研究这些发现是否适用于头颈部癌症。
研究意义
03
总之，这一发现为癌细胞的大小如何影响整体疾病提供了新的见解，通过分析细胞大小，可以更好地预测癌症患者对不同治疗方法的反应。现有的一些药物甚至可以在免疫疗法或放射疗法等治疗之前，将癌细胞控制到理想的大小，以提高疗效。
研究负责人Chris Bakal表示，癌症是无法控制和不可预测的，但这项研究通过使用图像分析和蛋白质组学首次表明，某些遗传和蛋白质变化会导致癌细胞大小的可控变化。癌细胞可以通过收缩或生长来增强修复或抑制DNA损伤的能力，这反过来又会使它们对某些治疗产生耐药性。此外，这项研究还具有诊断潜力。通过观察细胞大小，病理学家可以预测药物是否有效，或者细胞是否具有耐药性。在未来，人工智能也许能够通过快速评估细胞的大小，确定最有疗效的治疗方法。（转化医学网360zhyx.com）
参考资料：
https://www.news-medical.net/news/20230125/Scientists-reveal-how-genetic-changes-lead-to-differences-in-the-size-of-cancer-cells.aspx
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add0636
注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。
DOI: 10.1126/sciadv.add0636
研究背景
01
几乎所有的活细胞都通过连续分裂来保持大小的均匀性。蛋白质的大小可以作为调节细胞周期进程的变阻器。伦敦癌症研究所的研究人员认为，较小的细胞可能更容易受到化疗和靶向药物等DNA破坏剂的伤害，而较大的癌细胞可能对免疫疗法反应更好。
在这项新研究中，团队将创新的高性能图像分析与DNA和蛋白质检测相结合，研究数百万皮肤癌细胞的大小控制。皮肤癌黑色素瘤是由两种不同的基因突变引起的。其中，60%的病例是由BRAF基因突变引起的，而20%到30%的病例是由NRAS基因突变引起的。
较大的细胞可能对免疫疗法更有反应
02
研究人员使用数学算法来分析DNA和蛋白质的大量数据，分析携带这两种突变的皮肤癌细胞在大小和形状上的差异。它们发现，主要的区别是细胞的大小。BRAF突变癌细胞非常小，而NRAS突变癌细胞要大得多，耐药的NRAS细胞甚至更大。
由于较小的细胞非常集中于修复DNA的蛋白质，如PARP, BRCA1或ATM1蛋白质，它们似乎能够忍受更高水平的DNA损伤。ICR的研究人员认为，这可能会使它们更容易受到PARP抑制剂(阻断负责修复DNA损伤的蛋白质的药物)等药物的影响，尤其是在与化疗等DNA损伤剂联合使用时。
相比之下，更大的NRAS突变癌细胞的DNA受到了损伤，并不是修复自己，而是积累突变并扩大。这些较大的细胞不太依赖DNA修复机制，因此对它们使用化疗和PARP抑制剂可能不那么有效。研究人员认为，较大的细胞可能对免疫疗法更有反应，因为大量的突变可能会使它们看起来更陌生。目前研究人员已在进一步探索这一理论。
研究人员认为，BRAF和NRAS突变可能通过调节一种叫做CCND1的蛋白质水平及其与其他蛋白质的相互作用来驱动细胞大小的差异。CCND1参与细胞分裂、生长和维持细胞骨架。
虽然这项研究的重点是皮肤癌细胞，但研究人员怀疑，这种大小转移能力及其对治疗反应的影响在多种癌症类型中都很常见。他们已经在乳腺癌中发现了类似的机制，现在正在研究这些发现是否适用于头颈部癌症。
研究意义
03
总之，这一发现为癌细胞的大小如何影响整体疾病提供了新的见解，通过分析细胞大小，可以更好地预测癌症患者对不同治疗方法的反应。现有的一些药物甚至可以在免疫疗法或放射疗法等治疗之前，将癌细胞控制到理想的大小，以提高疗效。
研究负责人Chris Bakal表示，癌症是无法控制和不可预测的，但这项研究通过使用图像分析和蛋白质组学首次表明，某些遗传和蛋白质变化会导致癌细胞大小的可控变化。癌细胞可以通过收缩或生长来增强修复或抑制DNA损伤的能力，这反过来又会使它们对某些治疗产生耐药性。此外，这项研究还具有诊断潜力。通过观察细胞大小，病理学家可以预测药物是否有效，或者细胞是否具有耐药性。在未来，人工智能也许能够通过快速评估细胞的大小，确定最有疗效的治疗方法。（转化医学网360zhyx.com）
参考资料：
https://www.news-medical.net/news/20230125/Scientists-reveal-how-genetic-changes-lead-to-differences-in-the-size-of-cancer-cells.aspx
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add0636
注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。
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