原代細胞遷移時核膜修復機制

在一項新的研究中，法國研究人員發現諸如原代細胞之類的細胞會通過自身扭曲擠入進其他細胞之間的狹窄縫隙中，但是這會導致細胞核膜破裂，損害它的DNA。這些研究結果有可能讓人們開發一些藥物來阻止癌細胞遷移到體內其他的位點。相關研究結果發表在2016年4月15日那期Science期刊上，論文標題為“ESCRT III repairs nuclear envelope ruptures during cell migration to limit DNA damage and cell death”。（癌細胞在轉移到體內其他位點時，也會發生這種現象，詳情可參見報道，Science：癌細胞能夠快速修復細胞核破裂。）
 
論文通信作者、法國居里研究所細胞生物學家Matthieu Piel說，觀察到細胞設法穿過小孔（直徑有時不到它們寬度的四分之一）時進行扭曲和翻轉，“你幾乎都替它們感到疼痛。”但是細胞具有柔韌性，研究人員認為這些扭曲和翻轉不會造成任何損傷。然而，細胞核比細胞其他部分都要硬，因而可能無法承受這種壓力。Piel說：“我們開始懷疑，當細胞穿過狹窄空間時是否會導致細胞核遭受損傷。”
Piel和同事們注意到當免疫細胞遭受擠壓時，一些分子從細胞核泄露出來。
研究人員原本以為健康細胞只在它們即將進行細胞分裂前才會打開核膜，而在其他時候，細胞核和細胞質的內含物混合到一起可能會是毀滅性的。細胞質中包含一些酶，可通過破壞病毒的DNA來抵御它們。如果核膜破裂，這些酶也會降解細胞本身的DNA。Piel說，核膜破裂有可能發生在細胞身上，如果這樣，細胞還能存活下來，那么可能就不是什么好事情。
研究人員發現細胞穿過狹窄縫隙受到擠壓時，不僅會破壞細胞膜，而且還讓細胞的DNA遭受損傷。細胞DNA會發生雙鏈斷裂，這種損傷會導致這些細胞死亡或發生癌變。
研究人員還發現原代細胞在遭受DNA損傷后還能夠因為快速愈合而存活下來。他們發現一種被稱作轉運必需內體分選復合物（endosomal sorting complex required for transport-III, ESCRT-III）的復合體堵住核膜上的裂口，這樣，細胞就有時間修復發生斷裂的DNA。
科學家們認為這項研究中觀察到的這種核膜破裂和DNA損傷可能廣泛存在于人體內，而且還認為修復核膜上的裂口可以幫助免疫細胞存活，但也可以讓癌細胞受益。遷移到體內新的位點并開始生長的癌細胞是大多數癌癥患者死亡的原因。
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原代細胞