用于分割染色体的3-D细胞环境关键发现可以解释癌症的标志

对于某些细胞，背景就是一切。霍华德休斯医学研究所调查员Angelika Amon及其同事发现，细胞从其原生环境中拔出，无法正确分割染色体。

2018年8月23日在Cell杂志中描述的意外发现可能对试图在实验室中培养人体组织的科学家产生重大影响。这些结果也可能有助于解释为什么染色体错误在癌细胞中猖獗 - 癌症生物学中一个悬而未决的问题。Amon说，肿瘤可以改变细胞外部环境的结构。她的团队的工作表明，这些变化可能足以掩盖染色体分裂。

科学家经常在塑料盘子上生成平坦的细胞。以这种方式生长的肝细胞在细胞分裂期间分裂它们的染色体是非常糟糕的。相反平分染色体两者之间的子代细胞，肝细胞有时会离开染色体落后。

麻省理工学院的细胞生物学家Amon说，这种错误可能会破坏细胞的遗传物质错误，这些错误可能会使实验室中的肝脏生长受到挑战。“增长的肝脏是再生医学的圣杯，”她说。也许没有人能够做到这一点，因为在盘子中生长的肝细胞“变得如此混乱，以至于它们不再起作用，”她补充道。新结果暗示可能有更好的方法。

与现在在怀特黑德生物医学研究所的细胞生物学家Kristin Knouse及其同事一起，Amon将在培养皿中生长的肝细胞中的细胞分裂与用小鼠分裂的肝细胞的细胞分裂进行了比较。

正如所料，染色体错误堆积在实验室培养皿中生长的小鼠肝细胞中。但是，当研究人员观察小鼠肝脏内生长的细胞时，某些染色体分离缺陷并未发生。“我们对后见之明成为该领域的重要文物感到好奇，”阿蒙说。

这适用于其他细胞类型。研究人员发现，来自小鼠乳腺和皮肤的细胞在染色体分裂方面表现出相似的差异，这取决于它们的环境。这些结果表明，组织赋予的外力有助于引导每个细胞内的染色体。这种组织范围的控制“模糊了细胞结束和另一个细胞开始的过渡，”Amon说。

Knouse说，外部环境控制细胞固有的东西，就像染色体分离一样，这似乎很奇怪。但是，在体内，某些类型的细胞属于较大的结构。“在任何时候，这些细胞都不会自由挣脱并单独起作用，因为这样做会破坏组织的结构和功能，”她说。Knouse补充说，作为一种权衡，也许这些细胞已经变得依赖于更大的组织来实现它们的一些内在功能。

研究人员还不知道外部环境究竟如何影响细胞的染色体分裂，尽管它们有一些提示。称为整合素的分子可能通过间接改善染色体与有丝分裂纺锤体的附着而发挥作用，有丝分裂纺锤体是将细胞中的染色体分开的装置。

结果可以帮助科学家理解为什么癌细胞通常具有异常的染色体数目。研究人员说，肿瘤可以改变它们形成的组织的结构，这种变化可能会刺激染色体问题。“然后，一旦你开始获得和丢失整个染色体，你就会变得更加遗传，”阿蒙说。这种不稳定性会使癌症变得激进。

她说，更广泛地说，新的发现表明应该在正确的背景下研究细胞。“我们需要从塑料盘上的二维培养细胞继续前进，而实际上，它们是三维器官的一部分。”

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