热应力会引起基因组变化,从而使癌细胞抗化疗
一项新的A*Star研究发现,无法消除肿瘤的严厉疗法可以使其更具弹性。温度升高,养分剥夺或其他环境压力源会导致癌细胞获得大规模的基因组变化,其中一些使它们对癌症护理中常用的药物有抵抗力。
这一发现提供了有关反 - 的警告癌症通过施加最大治疗压力来消除肿瘤的治疗。“虽然需要严厉的治疗来杀人癌细胞,我们的研究表明,它们可能是双刃剑。”进化生物学家领导该研究的A*星级医学生物学学院。
Rancati解释说,必须整体评估治疗方案。肿瘤学家在设计时需要考虑肿瘤的大小,其侵略性水平和其他特征治疗协议。
染色体异常是大多数肿瘤的标志,遗传突变会导致癌症细胞发展生长差异,生存优势或增加对治疗压力的抵抗力。
兰卡蒂(Rancati)和她的同事使用人类结肠癌细胞系工作,以三种不同的方式诱导了染色体数的变化。研究人员每天用额外的5°C热量(与正常培养条件相比)炸毁细胞。他们饿死了几天的细胞(胎牛血清),这是细胞生长的重要补充。它们使细胞保持氧气浓度远低于健康水平。
所有三种培养条件都引起细胞中的强应力反应,从而导致细胞分裂缺陷。因此,当一个癌细胞分为两对时,匹配的染色体对成对无法正确排序。
这个问题在暴露于热应激的细胞中最为明显,因此研究人员对特定的环境压力进行了更多实验。他们发现,添加温度的冲击损害了通常确保细胞分裂过程中忠实的染色体传播的分子保障。结果,尽管已经使其基因组增加了一倍,但仍未分离细胞,并产生了一个“超级细胞”,其染色体数量是通常的四倍体染色体。
包括新加坡基因组研究所的Zhihao Tan和新加坡免疫学网络的Norman Pavelka在内的A*Star团队在含有各种化学疗法药物的实验室菜肴中种植了四倍体“超级细胞”和正常二倍体细胞。与常规染色体计数的细胞相比,超级细胞(包含更多的DNA可以抵抗治疗性攻击)以更大的浓素氨基霉素的浓度过敏,并且在存在的药物(例如博霉素和daunorubimin)的情况下,它将其固定在浓度上。已被证明是致命的。
世界各地的许多癌症诊所都进行了一种“热疗法”,其中在本地,区域或患者的整个身体上应用热量,以增强辐射或药物治疗的影响。研究表明,当热量与其他疗法结合使用时,许多类型的癌症 - 肉瘤,黑色素瘤和脑,肺,乳腺癌和其他器官的癌症会更好。
但是,新研究的数据表明,在某些情况下,热疗法可能适得其反。因为热应激Rancati说:“可能有一些细胞能够在治疗中生存,改变其基因组并变得具有抗性。”
一种解决方案可能是添加阻止的药物细胞分裂将混合物否定为基因组的潜力加倍,由热压提出。然而,最终,鉴于A*星科学家揭示的风险,必须重新评估热方案。
接下来,兰卡蒂希望在小鼠癌症模型中确认她的细胞研究中的发现。
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