生物制药

细胞分裂是指由一个母细胞产生两个或若干子细胞的过程，其对于生物体极其重要，是生物体生长和繁殖的基础。细胞分裂发生错误，会导致出生缺陷或是为癌症创造条件。来自俄克拉荷马医学研究基金会的一项新研究揭示了细胞分裂之时，两种基因共同作用确保染色体正确分配的机制，其提供的新见解有可能推动未来的癌症治疗开发。



在发表于《科学》（Science）杂志上的一篇论文中，俄克拉荷马医学研究基金会的研究人员Dean Dawson博士和Regis Meyer博士揭示：Ipl1和Mps1这两个基因对于细胞正确分裂及生物体自身极其重要。如果能够对这些“主控”基因进行控制，可能有助于医生靶向破坏癌前细胞或防止出生缺陷。

Dawson 说：“人体以单个细胞为起始。通过细胞分裂过程，万亿的细胞组成了我们的身体。每一次的细胞分裂都必须完美无缺，以确保每个新细胞能够遗传一套正确的染色体。鉴于细胞分裂的数量之多，并没有较多的错误是非常令人惊叹的。我们实验室的主要研究兴趣是：研究参与细胞分裂的机器，了解某些罕见情况下其发生故障的原因。”

“当细胞分裂之时，它们会首先复制DNA。可以将细胞视之为像一个工厂。首先，它进行染色体复制，确保每条染色体变为一对，然后让它们排列成行，将配对染色体分离，让每个拷贝进入到一个子细胞中。通过这样，一套完整的染色体进入到每个新子细胞中，确保了细胞分裂生成的两个新细胞都拥有一套完整的DNA。”

为了正确地做到这一点，每条染色体被附着到一种细胞绞车上。正好在细胞分裂前，绞车将染色体拖动到新子细胞中。在实验室中，Dawson利用高倍显微镜观察了酵母细胞中的细胞分裂过程。然而在观察这一过程时，Meyer和Dawson看到了一些意外的事情：当细胞将染色体附着到绞车上时，它们会不断地犯错。

Dawson 说：“大约80%的时间，染色体都会被挂到错误的绞车上，细胞将两个拷贝的染色体拉到同一边，而非分别将它们拉向一个新子细胞。如果细胞像这样分裂，你会有各种各样的问题。没有获得染色体的细胞将有可能会死亡。接收到太多染色体的细胞有可能会陷入麻烦。不适当的染色体数目是出生缺陷的主要原因，也是肿瘤细胞的一个共同特征。”

然而，随着研究进一步的深入，Dawson发现Ipl1和Mps1基因充当了质量控制因子。当一条染色体被拉到错误的一边时，一个基因负责断开绞车，随后另一个基因负责将其连接到一个新的绞车上。“这些基因是主控因子。如果将它们除去，整个过程就会出现混乱，”Dawson说。

尽管这些基因是负责纠正有可能致癌的错误，研究人员发现：具有异常染色体数目的癌细胞相比正常细胞甚至更加依赖于Ipl1和Mps1。一些研究团体现正研究靶向这些基因的途径，将之作为一种潜在的抗癌治疗。

“我们认为这项研究将有助于设计这些化合物。当你确切了解这一过程的运作机制时，你就会知道如何更好地精巧地设计治疗，”Dawson说。