这场无声的密战，与染色体有关

对于生物体来说，细胞内的染色体数量一般是恒定的，以人类为例，细胞内便含有23对染色体。正常情况下，一个细胞在分裂前，首先会复制染色体，然后再平均分配到两个子细胞中去。然而，细胞偶尔也会抽风，在分裂时，因为发生了某些错误，导致染色体未能正确分配，结果便是染色体数增多或者减少，这就是所谓的非整倍性。说到这里，我们不得不提一下癌细胞，因为它们大多都是非整倍体。

人类有23对染色体。图片来源于网络

近日，美国麻省理工学院（MIT）等机构的研究人员在Developmental Cell 上发表的一篇研究论文，首次向我们揭示了免疫系统用来消除体内那些遗传失衡的细胞的一种机制——一旦染色体数出现了增多或减少的情况，立刻会拉响警报，于是一种被称为自然杀伤细胞的免疫细胞便会出手把这些异常细胞给干掉。

“这种免疫识别机制若能被再度激活，有希望成为一件消灭癌细胞的大杀器。”论文通讯作者、麻省理工学院生物系教授Angelika Amon兴奋地表示。

Angelika Amon教授。图片来源：MIT

众所周知，对于很多生物而言，非整倍性危害绝对不容小觑。如果胚胎细胞出现了非整倍性，生物体往往会面临灭顶之灾。不过，对于人类来说，也存在一些特殊情况，不见得立马就让你一命呜呼：如果是21号染色体多了一条，会导致唐氏综合征；如果是13号和18号染色体多出一条，会导致13三体综合征和18三体综合征；如果是性染色体Ｘ、Ｙ多出来了，则会导致各种不良症状的出现。当然，这些肯定也都不是好事。

近些年来，Amon的实验室一直在苦苦思索一种令人百思不得其解的现象：对于正常的成人细胞而言，非整倍性往往是致命杀手，令细胞难以生存和增殖；然而，很多癌细胞明明是非整倍体，为何却活得好不快活，甚至呈爆炸式生长？

研究人员们迫切希望找出真相。事实上，过去几年里，Amon教授和Stefano Santaguida（论文第一作者和共同通讯作者）正埋头于研究这样一个问题：若染色体发生错误分配，导致子细胞染色体分配失衡，后面会发生些什么？

在本项新研究中，研究人员刻意干扰了染色体与纺锤体的联结方式，结果便是：在第一次分裂后，某些染色体分配得不均衡；接下去再分裂，分配得更不均衡，且导致了某些重要的DNA受损；到了最后，这些细胞停止了分裂。

染色体分离错误导致异常染色体组型。图片来源：MIT

Amon说：“如果从一开始这些细胞的遗传物质便出现了些许混乱，那么便会进入一个恶性循环，局面将一发不可收拾。”

丹娜法伯癌症研究院的儿科肿瘤学教授David Pellman对本项研究颇为认可：“这篇论文清晰且令人信服地表明，无论是染色体丢失还是增多，细胞一开始其实很难意识到遗传物质出现了混乱。染色体不平衡会导致细胞缺陷，以及相关蛋白质和基因的失衡，破坏DNA的复制，结果给染色体带来更大的损害。”

随着遗传错误的堆积，非整倍体最终变得极为不稳定，以至于无法继续分裂下去。在这种状况下，细胞开始产生促炎症细胞因子。当研究人员把这些细胞暴露给自然杀伤细胞时，后者会给予前者毁灭性打击。“破天荒头一遭，我们见证了这样一种机制，借助它，染色体不平衡的细胞会被清理掉。”Santaguida表示。

非整倍体引发免疫反应。图片来源：Developmental Cell

在未来的研究中，研究人员希望能够找到非整倍体引来自然杀伤细胞的确切原因，看看是否还有其他免疫细胞卷入了这场绞杀战。此外，他们尤其想搞清楚的一件事便是，那些癌细胞究竟采取了怎样的手段，居然成功逃脱了免疫细胞的追杀。既然90%的实体瘤细胞和75%的血癌细胞都是非整倍体，如果能找出一种办法重新开启这种杀灭机制，在医疗上的应用前景将不可估量。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Chromosome Mis-segregation Generates Cell-Cycle-Arrested Cells with Complex Karyotypes that Are Eliminated by the Immune System

Dev. Cell, 2017, 41, 638, DOI: 10.1016/j.devcel.2017.05.022

编译自：http://news.mit.edu/2017/cells-combat-chromosome-imbalance-0619