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研究人员首次发现癌细胞抵抗化疗的机制

  研究人员首次观察到癌细胞抵抗化疗作用的机制。研究结果可用于开发靶向药物,帮助克服这种机制,使化疗更加有效。当细胞分裂时,细胞内被称为微管的微小管状结构就像机械臂一样,将遗传物质分开,确保成功产生子细胞。与正常细胞相比,癌细胞的分裂速度加快,因此抗微管化疗药物以这些结构为靶点,抑制癌细胞的生长。

  研究人员首次观察到癌细胞如何通过破坏微管来抵抗旨在阻止细胞分裂的化疗。

  但癌细胞非常狡猾,它们已经开发出了确保治疗并非总是有效的方法。现在,新南威尔士大学悉尼分校的研究人员首次观察到了癌细胞抵抗化疗效果的一种机制。

  该研究的通讯作者彼得-冈宁(Peter Gunning)说:"抗微管化疗通常会将机械臂分解成多个枢纽,将染色体拉向多个方向,而不是正常的两个方向。由此产生的混乱阻碍了染色体向两个子细胞的正常分离,并诱导细胞凋亡或程序性细胞死亡"。

  研究人员发现,癌细胞利用一种巧妙的技术继续分裂,从而避免了化疗的影响。

  冈宁说:"我们发现,癌细胞利用细胞边缘(称为细胞皮质)提供的机械力来克服常用化疗的影响,因为化疗会阻碍细胞在分裂过程中分离染色体的能力。"

  当微管发生断裂时,癌细胞会激活一个信号,使"臂"伸向细胞边缘,拉动细胞皮层,使断裂的微管重新组合在一起。这使得臂能够稳定下来,并产生必要的力量,以物理方式抓住染色体并将其拉入每个子细胞,确保癌细胞的繁殖。

  研究人员在注意到一种用于治疗神经母细胞瘤(一种儿童癌症)的特定微管靶向药物增强了化疗效果后,怀疑这种机制的存在。但是,在他们之前的研究中,成像技术还不够先进,无法证实他们的猜测。

  "我们需要对癌细胞进行细胞分裂时的良好成像,以便实时观察染色体、微管和细胞结构发生了什么变化,"冈宁说。"这让我们相当惊讶,因为我们没想到癌细胞的这种机制会以这种方式被用来克服癌症疗法,但我们可以看到它在我们眼前发生。"

  大剂量化疗通常能有效阻止癌细胞分裂。然而,在剂量较低的情况下--比如说,当病人出现化疗毒性而需要减少剂量时,细胞就可以利用这种天生的生存机制,研究人员认为这是细胞生物学的一个基本组成部分。

  冈宁说:"我们认为这是一种后备机制,它的进化使任何细胞都能克服少量的微管破坏,并确保其能够存活。恰巧癌细胞利用它避开了抗微管化疗"。

  研究人员正致力于开发与当前化疗药物联合使用的药物,以关闭抗药性机制。

  "通过攻击癌细胞建立的力量生成机制,我们希望能够让癌症疗法更有效地发挥作用,"冈宁说。"实际上,我们已经成立了一家公司,能够开发出攻击这种救援机制所需的药物,使抗微管化疗能够更有效地发挥作用,并有望改善患者的预后。"

  这项研究发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上。

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