染色体不稳定是细胞分裂过程中染色体数量和结构快速变化的现象。它在实体瘤中非常常见,并且与癌症的侵袭性扩散(即转移)有关。鉴于90%的癌症相关死亡是由转移引起的,因此了解这一过程的细节至关重要。

研究发现癌细胞染色体不稳定性会导致DNA损伤并促进侵袭性

由ICREA研究员MarcoMilan博士领导的IRB巴塞罗那发育和生长控制实验室的科学家们揭示了染色体不稳定引起的DNA损伤如何增加癌细胞的侵袭性。该研究详细介绍了这种不稳定性如何激活称为JAK/STAT的信号通路并促进caspase活性,进而导致DNA损伤。这种损伤使细胞逃离原发肿瘤,从而导致转移。他们的论文发表在《当代生物学》杂志上。

“长期以来,我们一直认为半胱天冬酶是因DNA损伤而诱导细胞死亡的药物。然而,我们的研究结果表明,它们也可能通过促进DNA损伤来发挥促侵袭作用。这项研究拓宽了我们对癌症生物学的理解,并为癌症生物学的发展铺平了道路。探索新的治疗方法来应对转移,”米兰博士解释道。

转移性肿瘤的染色体不稳定性:三种副作用

大多数实体瘤中都存在染色体不稳定性,它通过三种途径促进癌症转移,这三种途径是染色体不稳定性本身的继发效应:一方面,非整倍性(或细胞中染色体数量不规则,导致细胞应激)另一方面,微核的形成(以及它们引发的炎症过程),最后是DNA损伤(由染色体断裂引起)。

巴塞罗那IRB的Milan博士领导的实验室多年来一直在研究染色体不稳定性在癌症和转移中的作用。在之前于2021年和2018年发表的研究中,该团队探讨了非整倍性对此过程的影响。在目前的工作中,他们描述了第三个作用轴,即DNA损伤对癌细胞侵袭性的影响。

DNA损伤的三个原因

染色体不稳定性可以通过三种方式引发DNA损伤。首先,染色体的不规则分离会导致DNA链断裂。其次,染色体数量的不平衡会破坏细胞机制,导致DNA复制过程中的细胞应激。第三,正如研究人员在这项工作中所描述的,非整倍性还会刺激JAK/STAT信号通路,进而激活半胱天冬酶并导致DNA损伤。

当功能正常时,半胱天冬酶会导致DNA损伤,导致细胞崩溃和解体。然而,研究人员现在详细介绍了较低水平的caspase活性如何促进DNA损伤,从而赋予癌细胞转移的能力。