Cell子刊：細胞分裂的結果并非只是兩個子細胞，其殘余是導致癌癥擴散的原因
摘要：曾經被認為是細胞的垃圾桶，一個被稱為“中間殘體”的細胞物質的小氣泡實際上包裝著有效的遺傳物質，這些遺傳物質具有改變其他細胞命運的能力——包括使它們變成癌癥。
曾經被認為是細胞的垃圾桶，一個被稱為“中間體殘余（midbody remnant）”的細胞物質的小氣泡，實際上包裝著有效的遺傳物質，這些遺傳物質具有改變其他細胞命運的能力——包括使它們變成癌癥。
威斯康辛大學麥迪遜分校的遺傳學教授Ahna Skop說，很多人都很驚訝，當一個細胞分裂成兩個細胞時，這個過程被稱為有絲分裂，結果不僅僅是兩個子細胞。
圖1 哺乳動物的中間體和中間體殘余是RNA和定位翻譯的組裝位點
“一個細胞分裂成三個部分:兩個細胞和一個中間殘體，一個新的信號細胞器，”Skop說。“讓我們驚訝的是，身體中間充滿了遺傳信息：RNA，它與細胞分裂沒有太大關系，但可能在細胞通訊中起作用。”
在今天發表在《發育細胞》雜志上的一項研究中，Skop的實驗室和來自巴黎巴斯德研究所、哈佛醫學院、波士頓大學和猶他大學的合作者分析了中間體的內容——在子細胞分裂過程中形成的中間體——并跟蹤了細胞分裂后釋放的中間體殘留物的相互作用。他們的研究結果表明，身體中部是癌癥擴散到全身的載體。
Skop說:“人們認為中間體（midbody）是細胞分裂后物質死亡或再生的地方。但一個人的垃圾可能是另一個人的寶藏。中間體是細胞用來交流的一小部分信息。”
中間體參與細胞信號傳導和刺激細胞增殖的過程之前已經被研究過，但Skop和她的合作者想要研究中間體殘留物的內部以了解更多。
研究人員在中間體中發現了RNA，這是一種DNA的工作副本，用于產生細胞內發生的蛋白質，以及將RNA轉化為蛋白質所必需的細胞機制。中間體中的RNA往往不是細胞分裂過程的藍圖，而是參與指導細胞目的活動的蛋白質的藍圖，包括多能性(發育成身體許多不同類型細胞中的任何一種的能力)和腫瘤發生(癌變腫瘤的形成)。
“中間殘體非常小。它的尺寸是一微米，也就是百萬分之一米，但它就像一個小型月球著陸器。它擁有維持分裂細胞的工作信息所需要的一切。它可以從有絲分裂的地方漂走，進入你的血液，并降落在遠處的另一個細胞上。”
許多中間體的殘留物被脫落它們的子細胞重新吸收，但那些降落在遙遠表面的物質，比如月球著陸器，可能會被第三個細胞吸收。如果那個細胞吞下了中間體，它可能會錯誤地開始使用封閉的RNA，就好像它是自己的藍圖。
先前的研究表明，癌細胞比干細胞更有可能攝取中間體及其潛在的改變命運的貨物。干細胞能夠產生新細胞，并因其多能性而具有價值，它會吐出許多中間體，可能是為了保持其多能性。
未來的研究可能能夠利用中間RNA的力量向癌細胞輸送藥物或阻止它們分裂。
圖2 中間體顆粒的組裝，翻譯和釋放過程
“我們認為我們的發現代表了癌癥檢測和治療的巨大目標，”Skop說，他的工作得到了美國國立衛生研究院的支持。
研究人員發現了一種名為Arc的基因，它是將RNA裝載到中間和中間殘體的關鍵。Arc是很久以前從一種古老的病毒中提取出來的，它也在腦細胞產生記憶的方式中發揮作用。
Skop說:“Arc的缺失會導致中間RNA的丟失，以及RNA信息進入受體細胞的丟失。”“我們相信這種記憶基因對所有細胞傳遞RNA信息都很重要。”
Skop實驗室的資深科學家Sungjin Park是這項新研究的主要作者。Skop和合作者還有兩種新方法的專利正在申請中，這兩種新方法可以更容易地從細胞培養基或血清中分離出身體中部結構，從而提高癌癥診斷水平。
參考資料
[1] The mammalian midbody and midbody remnant are assembly sites for RNA and localized translation
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