细胞分裂酶被指定为潜在的新癌症治疗靶点

为了制造新的细胞，我们必须分裂现有的细胞。这是一个持续的、频繁的、无处不在的过程，从受孕开始到死亡结束。人体组织器官中估计有37万亿个细胞，每一个细胞都起源于一个细胞一分为二。

当细胞分裂出错时，会导致产生染色体数量异常的新细胞，这种现象称为非整倍体。染色体分离错误发生的频率称为染色体不稳定性(CIN)。在某些情况下，例如发育中的胚胎，这会促进自然流产，而在其他情况下，它会导致癌症等人类疾病。非整倍体和CIN是特别具有侵袭性的肿瘤的标志。

研究人员研究细胞分裂，以了解每次细胞分裂时染色体分离是如何无误地发生的。他们还研究错误发生的原因和方式并产生非整倍体细胞。

忠实的染色体分离完全取决于染色体与有丝分裂纺锤体的正确连接，有丝分裂纺锤体是将染色体拉到细胞两侧的分子机制。纺锤体由微管构成，微管是由蛋白质制成的长空心管。微管必须保持足够稳定以移动和对齐染色体，但也必须保持足够的动态以允许在染色体被拉开和分离之前纠正错误的附件。

微管的动力学及其精细调节方式是了解细胞分裂方式的基础。它们的重要性在1970年代初期被鉴定出一种化合物而得到强调，该化合物目前仍在化疗中使用并直接稳定微管，导致癌细胞自毁。

对于基因组调控中心(CRG)定量细胞生物学研究项目小组组长ICREA研究教授IsabelleVernos来说，癌症细胞分裂过程中微管动力学是如何被调节的仍未完全了解，可能会揭示新的利用机制。她的最新研究于上周发表在NatureCommunications上，揭示了癌症中潜在的新的可行治疗靶点。

微管在不同的细胞类型和组织中经历各种修饰，这些修饰精细地定义了它们的特定功能。在这项工作中，研究人员确定了微管蛋白酪氨酸连接酶11，也称为TTLL11，这是一种通过在微管表面添加谷氨酸链来特异性修饰纺锤体微管的酶。这是一个称为聚谷氨酰化的过程，

他们发现微管多聚谷氨酰化定义了纺锤体微管的活力和稳定性，这反过来又确保了染色体的忠实分离。延时成像显示，如果没有TTLL11，细胞和斑马鱼胚胎更有可能发生染色体分离错误。

当研究人员使用CancerGenomeAtlas的数据检查癌症和健康组织中的TTLL11水平时，他们发现TTLL11在33种癌症类型中显着下调。这些肿瘤中的每一个都与相应的正常组织进行了比较。

“我们发现低水平的TTLL11对癌症具有高度特异性。这令人兴奋，因为它揭示了癌症细胞分裂过程中微管如何调节的另一层。干扰微管动力学的药物已经是最成功的一线癌症之一Vernos博士说：“如果这被证明是一个可行的治疗目标，我们的发现将为创造比传统疗法更精确、更有效的新一代药物铺平道路。”

该研究的作者还解释了为什么低水平的TTLL11会影响细胞分裂。“微管需要与染色体建立稳定的连接以对齐它们并将它们拉开，但这些连接也需要足够灵活以便及时纠正以避免在分离过程中出现任何错误。癌细胞中的微管具有低水平的TTLL11，使得它们过于稳定，从而有利于染色体在存在附着错误的情况下分离，这将导致非整倍体细胞。这是否是癌细胞利用这种机制通过随机染色体分离错误生长和产生多样性的机制还有待证明。这构成令人兴奋的新研究途径，”Vernos博士解释道。