揭开癌细胞长生不死之谜,TPP1和TERT启动子突变,协同延长端粒
众所周知,真核生物细胞的每条染色体末端都包含着一种被称为端粒(Telomere)的结构,它是一段 TTAGGG 高度重复系列与蛋白质组成的复合体。端粒的存在有两个作用:一是保护染色体上的基因编码区并防止它们被破坏。二是作为一个生命时钟,控制着细胞可以分裂的次数。
健康细胞每分裂一次,其端粒就会缩短一点,一旦端粒缩短到一定程度,细胞就会进入衰老状态并死亡。端粒长度的异常会导致严重的疾病,例如短端粒综合征会导致过早衰和死亡,而癌细胞通常具有更长的端粒,尤其是黑色素瘤细胞,具有惊人的长端粒。
2022年11月10日,匹茨堡大学和加州大学圣克鲁兹分校的研究人员在 Science 期刊发表了题为:TPP1 promoter mutations cooperate with TERT promoter mutations to lengthen telomeres in melanoma 的研究论文。
该研究发现,TPP1基因启动子突变,与TERT基因启动子突变共同发生,协同作用,激活TERT表达和活性,从而增强黑色素瘤细胞中的端粒长度维持和永生。
论文的通讯作者 Jonathan Alder 表示,黑色素瘤和端粒长度维持之间有一些特殊的联系。对于一个黑色素细胞转化为癌细胞来说,最大的障碍之一就是让自己长生不死,一旦它能做到这一点,就能通往癌症之路。
在健康细胞中,端粒(Telomere)会随着细胞分裂而缩短,而细胞中同时也存在着端粒酶(Telomerase),这是一种DNA合成酶,负责维持干细胞、免疫系统细胞以及胎儿组织、生殖细胞中的端粒长度,保护它们免受损伤。
而端粒酶在大多数细胞中是不活跃的,不过,许多类型的癌细胞能够利用端粒酶基因TERT的突变来激活端粒酶,从而允许癌细胞持续生长和分裂。其中黑色素瘤在这方面尤为突出。
研究显示,大约75%的黑色素瘤中含有TERT基因启动子突变,这种突变能激活端粒酶的产生并增加端粒酶活性。然而,在黑色素细胞中突变TERT基因时,并不会出现像黑色素瘤患者的肿瘤细胞中观察到的那么长的端粒。这说明了TERT基因的启动子突变并不是黑色素瘤细胞维持长端粒的全部原因,可能还存在着其他机制协同作用。
Jonathan Alder 实验室的 Pattra Chun-on 博士决心找到黑色素瘤、TERT基因启动子突变和长端粒之间缺失的一环。
在梳理癌症突变数据库时,Jonathan Alder 实验室此前在端粒结合蛋白TPP1中发现了一个区域,该区域经常在黑色素瘤中发生突变。他们发现,TPP1的突变与TERT的突变惊人地相似,TPP1的突变也位于启动子区域,突变后会激活TPP1蛋白的产生。而TPP1长期以来一直被认为可以激活端粒酶活性。
Jonathan Alder 表示,早在十多年前,科学家们就发现了TPP1可以增加试管中的端粒酶的活性,但一直不知道这种情况是否在临床上发生过。
Pattra Chun-on 在细胞中表达TERT突变体和TPP1突变体,这两种突变相互作用,产生了黑色素瘤中所见的独特的长端粒。这表明TPP1就是科学家们一直在寻找的黑色素瘤、TERT基因启动子突变和长端粒之间缺失的一环,而它就一直隐藏在人们的眼皮底下。
这一发现改变了我们对黑色素瘤发病的理解,也为改善黑色素瘤的治疗提供了新的思路。通过确定癌症特有的端粒长度维持系统,也为研究人员提供了新的癌症治疗靶标。
参考文献
https://cancer.cmt.com.cn/detail/1459889.html
文献摘自网络,侵删
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