研究人員發現了對癌細胞中正常控制細胞生長的方法的新見解

沃爾特和伊麗莎霍爾研究所的研究人員發現了對癌細胞中正常控制細胞生長的新見解，導致腫瘤迅速擴張。

這些發現可以幫助研究人員預測癌細胞對化療的反應，並提高我們對癌症進展的理解。

發表在雜誌細胞周期，該研究是由金範博士和菲爾·霍奇金教授領導，並在研究所的中心動態成像與凱利Rogers博士和拉克蘭白石博士合作進行。

揭穿細胞周期教條

細胞複製是一個正常的過程，可以產生額外的細胞，使身體生長，修復組織和產生抗細菌的免疫細胞。

為了複製，細胞首先複製其遺傳物質DNA，然後物理分裂成兩個新的「子」細胞。這個過程稱為細胞周期，通常受到嚴格控制，以防止過度生長，從而導致癌症。

在這項研究中，研究人員精確地揭示了細胞周期如何在癌細胞中脫軌。

「我們發現，與健康的免疫細胞相比，癌細胞的細胞周期發生了巨大變化，」Pham博士說。「細胞周期的第一階段，稱為G1，通常受到嚴格控制，以確保複製安全。這一步驟在癌細胞中大大縮短，使他們能夠以危險的速度在細胞周期中競賽。」

自1973年以來，科學家們一直認為細胞周期的第二階段，即DNA被複制並且細胞分裂成兩半，需要一段固定的時間，而第一階段需要不同的時間。

幾年前，該團隊在健康的免疫細胞中挑戰了這一理論，表明細胞周期的兩個階段都有助於複製時間的變化。現在，他們也將這一理論推翻到癌症細胞中。

「舊理論預測，複製時間的所有變化都來自細胞周期的第一階段。當我們仔細觀察癌細胞時，我們發現情況正好相反：大部分變異是由於第二階段細胞周期，「Pham博士說。

成像細胞前所未有的細節

這一發現是與動態成像中心合作完成的，動態成像中心是研究所內的一個實驗室，為研究人員提供先進的成像技術。

「對於這項研究，我們用熒光感測器標記癌細胞，熒光感測器隨著細胞在細胞周期中的進展而改變顏色，」Pham博士說。「然後我們進行了單細胞成像，以跟蹤細胞周期的每個階段，因為它們經歷了複製，」她說。

然後，研究人員與生物圖像分析師Whitehead博士合作，分析和解釋他們的數據，並開發出一種新的數學模型，用於預測何時複製細胞。

懷特黑德博士說：「這項研究證明了成像能夠直接揭示細胞行為，並在某些情況下挑戰在有可能獲得這種明確證據之前所做出的假設。」

對癌症的新見解

霍奇金教授說，這項研究可能會影響我們對癌症的認識。

「關於癌細胞如何複製的準確數學模型有助於我們預測癌症對化學治療的反應，以及它們如何進化成抗藥性。」 該研究小組發現癌細胞中細胞周期的第一階段最小化表明癌症治療可能成為一種脆弱性。

「癌症經常失去安全檢查，以防止在DNA損傷等錯誤的情況下進行複製。我們的研究表明，缺乏這些安全性檢查會導致細胞周期的第一階段在癌細胞中變得更短。有助於恢復的藥物這些安全檢查可能有助於治療多種癌症，「霍奇金教授說。

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