我们都听到了质量比数量更重要的说法。对质量的偏好也适用于人体。例如,癌症是由畸形的细胞引起的 成长并无法控制地分开 ,为患者创造危及生命的健康挑战。很容易看出,在癌症的情况下,个体应该更喜欢规定的质量细胞数量,细胞进行适当的功能,在大量的流氓细胞中,乘以身体上的墓穴的细胞。
质量和癌症之间的联系也很清楚 原因 疾病;我们经常在导致癌症的DNA中了解突变或改变。但重庆彩票论坛数量在癌症中的作用是什么?是否存在重庆彩票论坛拷贝数量的情况与重庆彩票论坛函数的函数一样重要?
事实证明,是 - 重庆彩票论坛拷贝数可以通过保护来自潜在癌症事件的生物体或通过将细胞从正常的癌症推动到癌症,从而影响两个方向的癌症开发。首先,我们将探讨重庆彩票论坛拷贝数的意思,其次是与正常重庆彩票论坛副本的有益和有害偏差的例子。
人体细胞中需要两种:重庆彩票论坛拷贝数
每个细胞中每个重庆彩票论坛的拷贝数对身体的正常功能很重要,并且在大多数情况下,该数量从概念上紧密地调节。维持适当的重庆彩票论坛拷贝数与胚芽细胞 - 鸡蛋和精子 - 当它们结合形成受精卵(图1)。所有正常的卵和精子都从产生它们的母亲或父亲那里携带一份每个重庆彩票论坛的副本。发生施肥后,所得细胞含有每个重庆彩票论坛的两份,其中一个来自妈妈,一个来自爸爸。通过数百万的细胞分裂,单细胞分裂形成身体中的每个细胞,每个细胞也应该含有 两份副本 of each gene.
图1: 人体细胞中正常重庆彩票论坛拷贝数。即使在概念之前,人体细胞中每个重庆彩票论坛的拷贝数也会紧密调节。 (这里,重庆彩票论坛被用作绿色染色体上的彩带。)每个蛋或精子含有从制造它的父母的每个重庆彩票论坛的一种拷贝。因为这些细胞含有产生整个生物所需的一半遗传信息,所以它们称为单倍体细胞。当蛋和精子结合时,得到的受精卵含有两种每个重庆彩票论坛的两份,其中一个来自母亲和一个来自父亲的副本。这些细胞称为二倍体细胞(二十字)。该第一个二倍体细胞经历数十亿个细胞分裂,以在成人人中产生每种细胞,每个细胞包含每种重庆彩票论坛的两份。
从“两个重庆彩票论坛拷贝”规则的一个值得偏离偏离称为重庆彩票论坛重复。当重庆彩票论坛的额外拷贝掺入细胞的DNA时发生这种现象(例如,通过DNA复制或修复中的错误)。重庆彩票论坛拷贝数的这种增益在若干生物过程中起重要作用。例如,重庆彩票论坛重复性在过程中可以在物种之间发生的遗传变化等级等级 进化 ;因此,某些物种的某些重庆彩票论坛的副本比其他物种更多。
除了在物种之间有贡献,重庆彩票论坛拷贝数增益也会影响人类健康和疾病。例如,具有额外副本重庆彩票论坛副本的个体 MECP2 遭受 MECP2 duplication syndrome ,适度至严重的神经发育障碍影响运动,演讲和智力能力。从每种细胞的两种重庆彩票论坛拷贝的正常模式对这些偏差的认识形成了理解这种偏差的影响 - 阳性,例如预防癌症,以及导致癌症的阴性。
大象永远不会忘记 - (几乎)永远不会患癌症?
最近的重庆彩票论坛拷贝数的一个新的最重要的例子涉及大象对癌症的抵抗力。当细胞积聚其DNA的变化时,癌症会导致导致它们生长和分裂的无法控制地分裂。因此,人们期望有机体具有更多的细胞或者它的生活越长,它在一个或多个细胞中积累这种变化的机会越多,导致肿瘤形成。然而,这不是如此: 大动物 ,例如鲸鱼和大象,没有增加 癌症 与较小的动物相比(称为Peto Paradox的发现)相比。
那么为什么大象不像人类一样死于癌症,即使他们有大约100倍的细胞?独立工作,犹他大学和芝加哥大学的研究人员最近发现了可能导致这一现象的一部分:大象有一个异常大量的钥匙副本 肿瘤抑制重庆彩票论坛 , TP53 (图2)。事实上,虽然人类只有2个重庆彩票论坛的副本,但研究人员发现亚洲大象至少有30份,而非洲大象至少有40份!
图2: 人类与大象:大小,寿命和癌症风险。尽管具有大约100倍的细胞作为人类做的[8,18],但大象死于癌症的常见。这种差异可能部分是肿瘤抑制重庆彩票论坛TP53的大象的增加。这
TP53 蛋白质(p53)的重庆彩票论坛码被称为“重庆彩票论坛组的监护人”。它监督细胞的机制,用于修复DNA损伤,在引起癌症之前帮助修复突变。如果DNA损伤太严重,P53也可以阻止损坏的电池分开甚至触发细胞死亡。所有这些过程
防止 一种受损的细胞,从潜在的癌症诱导变化到其子细胞。
因为大象有这么多副本 TP53 ,似乎大象细胞在修复受损的DNA,停止细胞生长,或在损坏过度以固定时诱导细胞死亡。为了测试这一假设,研究人员从非洲大象和辐射中给药的细胞,产生可能癌症导致的DNA损伤。研究人员发现,物种之间的DNA修复量相似,但是 大象细胞几乎经常死亡 随着人体细胞的作用[8]。
这些结果表明,大象可能在潜在的流氓细胞上更有效地杀死潜在的流氓细胞,然后才能生长并分成生命的肿瘤。研究人员目前正在跟进该发现如何通知治疗人类癌症。虽然这些实验表明,高重庆彩票论坛拷贝数可以保护来自癌症的生物,但在其他细胞重庆彩票论坛的情况下,同样并不总是证明。
太多的好事:如何获得重庆彩票论坛副本会导致癌症
同时具有肿瘤抑制器的更多副本 TP53 可能有助于大象逃避癌症,增加一些其他重庆彩票论坛的数量实际上可以有助于引起癌症。这些重庆彩票论坛被称为原型癌重庆彩票论坛(PROP-意义前体):它们在正常细胞中具有重要的功能,但它们也具有重要的功能 有可能导致癌症 if altered.
当存在太多拷贝时会导致癌症的重庆彩票论坛的一个例子是称为 HER2 (人表皮生长因子受体2),其代码为同名的蛋白质。该蛋白质位于电池的外表面,并从触发细胞的周围环境接收信号以生长和生存。但是,如果细胞增益额外的副本,则这种正常函数成为问题 HER2 重庆彩票论坛通过DNA复制或细胞分裂中的误差,导致产生过多的HER2蛋白。异常 高水平 HER2 导致细胞接收生长信号过载,触发其生长和分裂,无法控制,导致肿瘤形成。这些癌症由额外驱动 HER2 重庆彩票论坛拷贝实际上包括整类乳腺癌,称为HER2阳性癌症。此类占所有乳腺癌病例的20%,强调了潜力 重庆彩票论坛拷贝数的负面影响 癌症发展的变化。
重庆彩票论坛拷贝数变化的治疗含义癌症
幸运的是,就像重庆彩票论坛质量的变化一样,重庆彩票论坛量的变化也被鉴定为抗癌药物发育的靶标。例如,乳腺癌 HER2 重庆彩票论坛增益目前用一种称为赫赛汀的药物治疗(图3)。 Herceptin具体地绑定到信号接收区域 HER2蛋白 。这种结合有两种效果:首先,它表示免疫系统攻击并杀死药物结合的癌细胞;其次,它可以防止HER2接受并将生长和存活信息接受和中继到癌细胞中。理解这第二个功能的一种方法是将HER2受体视为耳朵和赫赛汀作为一组分子“耳塞”。如果没有耳塞,你的耳朵可以以声音形式接收消息,并将它们中继到您的大脑,在那里处理它们。然而,用耳塞到位,您的环境中的声音无法到达耳朵,因此从未传输到您的大脑。赫赛汀与Her2绑定的方式以类似于耳塞的方式通过阻挡HER2,从“听到”它周围的生长和生存信号。结果,这些信号从未到达单元格。剥夺增长和生存信号引起的 赫赛汀治疗 可以导致癌细胞停止分裂甚至死亡。当与传统化疗结合时,赫赛汀 增加了长期的生存 HER2阳性乳腺癌患者的患者。
图3: Herceptin和治疗Her2阳性乳腺癌。在没有赫赛汀的情况下,HER2可以从细胞的环境中接受生长和生存信号,并将它们转移到细胞中。这些信号导致HER2阳性乳腺癌细胞的不受控制的生长。 Herceptin通过绑定HER2并防止其接收和传输其正常信号来靶向这些细胞。从生长和生存信号中切断,用赫赛汀治疗的Her2阳性乳腺癌细胞可能停止分裂甚至死亡。
Herceptin治疗HER2阳性乳腺癌提供了人类如何为人类的重庆彩票论坛拷贝数变化提供信息,可以告知癌症疗法。但最近识别的副本更改,大象,大象,也有助于提高癌症的治疗?虽然前景很诱人,但试图使用肿瘤抑制重庆彩票论坛如 TP53 作为避免癌症细胞的途径已被证明困难。出现这种困难,因为肿瘤抑制重庆彩票论坛通常由异常细胞突变或缺失,以便在癌症中脱离。到目前为止,破碎或丢失的重庆彩票论坛已被证明非常具有挑战性 替换或修复 (例如,通过物理编辑癌细胞的DNA)。但是,未来的重庆彩票论坛研究喜欢 TP53 可以识别激活蜂窝过程的替代方式 帮助癌症 ,例如那些调节细胞死亡。
两个头部是麦克特,而不是一个:组合重庆彩票论坛质量和重庆彩票论坛数量来对抗癌症
不幸的是,大多数癌症的复杂分子原因可能会阻止任何一种治疗方法提供治疗。例如,在Her2阳性乳腺癌的情况下,许多用赫赛汀治疗的女性最终对药物产生抗性,并且必须切换到a 新治疗方案 。对于其他癌症疗法也是如此。这一事实强调了需要持续开发针对各种癌症脆弱性的新药。通过专注于靶向癌症重庆彩票论坛质量和重庆彩票论坛数量的药物,研究人员可能能够开发有效的药物组合,以改善患者的生存和生活质量。
这篇文章来自的跨出版物 新闻中的科学 它最初写的。你可以在推特上遵循它们 @sitnharvard. 。图形由Krissy Lyon准备。
Caitlin A. Nichols是一个博士学位。哈佛大学生物和生物医学科学研究计划中的候选人。