Cell Rep:癌細胞劫持DNA修復通路而保持存活

2021-01-17 生物谷

2016年11月9日/生物谷BIOON/--在一項新的研究中,來自美國匹茲堡大學癌症研究所的研究人員揭示出癌細胞如何劫持DNA修復通路阻止位於染色體末端的端粒變短,因而允許腫瘤擴散。相關研究結果發表在2016年11月8日那期

Cell Reports

期刊上,論文標題為「Proteomic Profiling Reveals a Specific Role for Translesion DNA Polymerase η in the Alternative Lengthening of Telomeres」。

在一個細胞形成的時刻,一種倒計時鐘開始嘀嘀作響,從而確定著這個細胞能夠存活多長時間。這個倒計時鐘是端粒,即位於細胞每條染色體末端的一系列重複性DNA鹼基。

然而,癌細胞聰明地劫持這種端粒時鐘,對它進行重置,每當端粒縮短時使之延長。這導致細胞認為它仍然是年輕的,而且能夠分裂,從而讓腫瘤擴散。

大多數癌症通過增加一種被稱作端粒酶的酶的活性來延長端粒。但是大約15%的癌症利用一種不同的機制---端粒延伸替代機制(ALT)---來重置這個時鐘。

越來愈多的證據也提示著激活ALT通路的腫瘤是侵襲性的,而且更加抵抗治療。儘管ALT是在將近20年前被鑑定出來的,但是鑑定這種機制如何發揮作用一直未取得成功。

論文通信作者、匹茲堡大學醫學院藥物學與化學生物學助理教授Roderick O'Sullivan博士說,「鑑定癌細胞調節哪些部分來重置這個倒計時鐘可能為開發新的癌症藥物或者讓現存的藥物更加有效提供靶標。」

O'Sullivan和他的團隊利用最近開發的一種被稱作鄰近依賴性生物素化(proximity dependent biotinylation, BioID)的技術解決了這個問題,其中這個技術允許他們快速地鑑定出物理上接近的因而與癌細胞中的端粒延長潛在相關聯的蛋白。

當對端粒酶或ALT通路有活性的癌細胞進行比較時,這種BioID技術鑑定出139種ALT通路有活性的癌細胞獨特的蛋白。當O'Sullivan團隊更加詳細地開展研究時,一種被稱作DNA聚合酶η(Polη)的酶讓他們感到吃驚。

O'Sullivan說,「我們期待觀察到DNA修復蛋白,但是觀察到Polη真地是出人意料之外的,這是因為它已知僅在被紫外線損害的細胞中遭受激活。然而,在我們的實驗中,我們並未使用紫外線。它在ALT通路中的作用完全與我們正常情況下對它的考慮方式無關。」根據O'Sullivan的說法,了解在ALT通路中發揮作用的分子為開啟全新的研究領域和很多潛在的藥物靶標打開大門。(生物谷 Bioon.com)

本文系生物谷原創編譯整理,歡迎轉載!點擊 獲取授權 。更多資訊請下載生物谷APP。Proteomic Profiling Reveals a Specific Role for Translesion DNA Polymerase η in the Alternative Lengthening of Telomeres

Laura Garcia-Exposito, Elodie Bournique6, Valérie Bergoglio6, Arindam Bose, Jonathan Barroso-Gonzalez, Sufang Zhang, Justin L. Roncaioli, Marietta Lee, Callen T. Wallace, Simon C. Watkins, Patricia L. Opresko, Jean-Sébastien Hoffmann, Roderick J. O』Sullivan

doi:

10.1016/j.celrep.2016.10.048

相關焦點

  • DNA修復:解密癌細胞的端粒延長機制
    在癌症發展過程中,細胞有兩種方法避免端粒縮短,通過上調端粒酶(延伸端粒的酶),或通過激活端粒替代延長通路(一種基於DNA修復常見通路同源重組的通路,名為alternative lengthening of telomeres, ALT)。11月份的《自然》(Nature)雜誌54頁中,Dilley等人揭示了一種ALT機制,並且鑑定出介導該過程的特殊DNA聚合酶。
  • Cell Rep:新的脂質信號靶點可能改善T細胞免疫治療
    雖然癌細胞是不正常的細胞,經歷不受控制的細胞生長,但它們善於逃避免疫系統的檢測。T細胞免疫療法使用人體自身的T細胞,但對其進行重新編程,使其針對癌細胞。目前認為三個不同的信號通路對調節T細胞功能至關重要:細胞因子白介素15(interleukin-15,IL-15)促進產生中央記憶型T細胞(memory-like T cell,Tcm),能夠殺死多餘的細胞;轉化生長因子β(transforming growth factor beta,TGF-β)將T細胞分化成T調節細胞亞群;過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated
  • 摔爛癌細胞這個「破罐子」,揭秘「合成致死」藥物抗癌機制
    這種修複方式像外科手術,是一種高保真、無錯誤的修複方式。 對於癌細胞而言,既然它是基因突變導致的,那肯定是上述修復過程沒起作用,或者工作不到位造成的。 鑑於癌細胞也要維持自身基因組的穩定性,因此,作為一個「理性」的癌細胞,它們肯定不會讓上述所有的DNA損傷修復機制全部癱瘓。不過為了保持進化的活力,部分修複方式失去功能是可能的。
  • 科學家發現新型超突變:一種酶劫持正常DNA修復過程產生突變霧 幫助...
    科學家發現新型超突變:一種酶劫持正常DNA修復過程產生突變霧 幫助癌症進化  Emma Chou • 2020-08-05
  • Cell Rep:阻斷自噬 將癌細胞牢牢粘在原地
    在研究伊始,研究人員曾提出阻斷轉移性癌細胞內的自噬過程是否會對癌細胞產生影響。為了探究這一問題,他們在癌細胞中敲低了自噬關鍵基因Atg5和Atg7,隨後在time lapse顯微鏡下觀察了癌細胞的遷移運動情況,結果發現對照癌細胞的遷移運動比較活躍,而敲低了自噬關鍵基因的癌細胞不能移動。"它們似乎被卡住了。"
  • Cell:新的抗炎細胞信號通路被發現
    生物谷報導:來自UCLA的Jonsson 癌症中心的科學家們最近發現了一種全新的抗炎細胞信號通路,這或許是保持免疫反應精確平衡的重要機制。PIAS1路徑幫助保持免疫系統的健康平衡。當遇到細菌和其它威脅時,重要的免疫調控基因將在細胞核中啟動以對抗感染。Shuai和同事則發現,PIAS1能阻止免疫調控基因的產物,以防止產生過度炎症反應。
  • Cell子刊發現DNA修復酶可能是腦癌治療潛在靶點
    2016年1月11日訊 /生物谷BIOON/ --快速分裂的細胞依賴於一種叫做Dicer的酶幫助它們修復因基因複製錯誤造成的DNA損傷。來自北卡羅來納大學Lineberger綜合癌症中心的研究人員基於Dicer在DNA修複方面發揮的作用找到了殺死腦部快速分裂的癌細胞的一種新潛在方法。
  • PNAS:抗癌藥物分子可能會誘導癌細胞侵略性增加
    在癌症領域,癌細胞的抗藥性始終很難解決。有的理論認為這些癌細胞能主動地重編程自己的信號通路(網絡),來減輕抗癌藥物帶來的壓力,並且在這個過程中會獲得更加惡性的特徵,比如侵略性增強。由美國費城威斯塔研究所領銜的一個聯合課題組發現,一種針對PI3K(磷脂醯肌醇(-3)激酶)的抑制劑,能夠誘導癌細胞的轉錄和信號通路被重編程。
  • DNA修復研究領域重要成果解讀!
    ,來自範德堡大學的科學家們通過研究鑑別出了保持基因組完整性的新型DNA修復機制。【3】Nature:重磅!揭示Shieldin蛋白複合物在DNA修復中起關鍵性作用doi:10.1038/s41586-018-0340-7在一項新的裡程碑研究中,來自加拿大多倫多大學、英國倫敦癌症研究所、荷蘭癌症研究院和瑞士伯爾尼大學的研究人員分析了乳腺癌細胞和攜帶著BRCA1基因突變的小鼠。
  • Cell:戚益軍等解析小分子RNA在DNA雙鏈斷裂修復中的作用
    3月22日,國際著名雜誌Cell在線刊登了北京生命科學研究所戚益軍博士實驗室的最新研究成果「A Role for Small RNAs in DNA Double-Strand Break Repair,」文章中,研究者報導了一類在DNA雙鏈斷裂(double strand break, DSB)修復中起到重要作用的小分子RNA。
  • Cell Rep:KRAS可以被「沉默」
    一直以來,科研工作者都致力於找到藥物能抑制KRAS本身或KRAS信號通路中的關鍵分子。但到目前來看,這個問題仍沒有得到有效地解決。最近在Cell Reports上發表的一篇文章,作者Sunita Shankar等人認為KRAS可能還存在其它我們未知的促進腫瘤發生、發展的功能。
  • 《科學》突破性研究:多種癌細胞利用DNA複製出錯產生耐藥性
    人體細胞不斷分裂,每次都需要高精度複製30億個字母的DNA代碼,以保證細胞存活。研究人員發現,對於癌症來說,情況並非如此。由加文醫學研究所教授大衛·託馬斯(David Thomas)領導的一個研究小組展示了多種癌症,包括黑色素瘤、胰腺癌、肉瘤和乳腺癌,在接受癌症治療時,在複製DNA時產生大量錯誤,從而導致耐藥性。
  • 癌細胞生存需要硒解毒
    required for cancer-cell survival的研究,表明硒代半胱氨酸生物合成途徑中的SEPHS2酶可以在癌細胞中發揮硒解毒功能,對於癌細胞(而非正常細胞)的生存至關重要,強調了硒代謝在癌症中的作用,提示毒性代謝物通路可能是治療癌症的一個潛在方向。
  • Cell:科學家鑑別出維持細胞基因組完整性的新型DNA修復機制
    2019年3月2日 訊 /生物谷BIOON/ --日前,一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中,來自範德堡大學的科學家們通過研究鑑別出了保持基因組完整性的新型DNA修復機制。研究者所使用的DNA損傷製劑能夠引發多種類型損傷,而這些損傷也能通過多種不相關的DNA修復通路來進行修復,在多種類型的DNA損傷劑中最常見的一種就是無鹼基位點,目前研究人員並未發現單鏈DNA中修復無鹼基位點的機制,本文研究中研究者發現HMCES或許就在其中扮演關鍵角色。
  • Cell:餓死癌細胞?恐怕沒那麼簡單
    在該項研究中,研究人員發現細胞對胞外蛋白的巨胞飲還可以作為細胞內各種必需胺基酸的來源維持細胞存活,促進細胞生長。對胞外蛋白進行降解主要是在溶酶體中進行,通過這一過程可以維持細胞存活,同時還會誘導mTORC1的激活。但溶酶體對胞外蛋白的降解不會在細胞內發生顯著性的累積。
  • 酒精造成 DNA 損傷的新修復通路
    這種損傷可以通過範可尼貧血通路修復,修復過程會讓ICL任意一邊的DNA鏈斷裂。但是,DNA斷裂有潛在的危害,還會導致有害的染色體重排和癌症。Hodskinson等人[2]報導了ICL修復的另一種途徑:被切斷的是鏈間交聯而非DNA鏈。這樣可以完全還原其中一個已交聯的鹼基,並在另一個鹼基上留下加合物。該修復過程可防止染色體重排。
  • EMBO Mol Med:揭示胰腺星形細胞促進胰腺癌細胞侵襲的分子機制
    2014年2月13日 訊 /生物谷BIOON/ --正常情況下,胰臟星狀細胞(Pancreatic stellate cells)可以幫助進行組織修復,但是近日一項來自倫敦王后大學研究人員的研究結果顯示,這種胰臟星狀細胞有時候也可以幫助胰腺癌細胞的生長
  • 研究發現生物鐘因子通過改變DNA修復來促進腫瘤的進展
    「當我們進一步研究CRY 1的作用時,我們意外地發現,晝夜節律因素正在改變癌細胞修復DNA的方式。」 癌症治療的目的是破壞癌細胞的DNA,導致修復機制上的缺陷;當損傷嚴重時,細胞最終自毀。研究人員探討了哭-1在培養細胞、動物模型和前列腺癌患者組織中DNA修復中的可能作用。
  • Cell:揭示轉移性癌細胞逃避免疫系統檢測機制
    幾乎所有的移植細胞死掉,但是也有一些存活下來。他發現它們躲藏在肺部和腎臟中。他將這些持續存活的腫瘤細胞稱作為潛伏性癌細胞(latency competent cancer cell, LCC細胞)。因為有這些LCC細胞,Malladi博士能夠開始研究是什麼讓它們躲藏得這麼好。在研究LCC細胞製造的蛋白時,他發現在這方面,它們非常類似於幹細胞。
  • 上海交通大學系統生物醫學研究院張冰課題組發現新的DNA修復通路
    已有研究發現BRCA1主要通過調控G2/M細胞周期檢驗點,增強同源重組修復(HR)以及控制異染色質轉錄等抑制腫瘤發生。除此之外,BRCA1 E3泛素連接酶活性在DNA修復以及腫瘤抑制過程中也發揮重要作用。在大量臨床乳腺癌和宮頸癌樣本中也發現了影響BRCA1 E3泛素連接酶活性的突變位點。但是BRCA1及其核心複合物BARD1的泛素化底物尚不清楚,其參與調控DNA損傷修復的機制也有待研究。