新的研究表明，癌細胞不受控制的生長會導致老化狀態，影響其分裂能力。這項發現對目前使用生長和分裂抑制劑的癌症治療方法提出了挑戰，並表明需要替代治療策略。蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的研究人員揭示了當細胞超過正常大小並進入老化狀態時會發生什麼。他們的新發現有助於優化癌症治療。

如果細胞培養物中的細胞在分裂抑制劑的作用下生長，它們就會過度生長，並永久失去分裂能力。但是，如果細胞同時接受分裂抑制劑和生長抑制劑的治療，那麼在停止使用這些物質後，它們仍然能夠分裂。這些發現可以用於某些癌症療法，但首先需要進行臨床試驗和確認。

生長是一個基本的生物過程，也是生物體發育和繁殖的先決條件。細胞生長過程（即產生新的生物量）和細胞分裂過程必須相互協調。

在人類等多細胞生物體中，細胞的生長也必須與環境相協調，以便細胞以適當的數量和大小存在，形成功能性組織或器官。因此，細胞生長受到嚴格調控，只有在出現特定生長訊號時才會生長。

但癌細胞不同。它們不受控制地生長，反覆分裂，而且不會對來自環境的停止信號做出反應。

僅分裂受到抑制的細胞（左）會繼續生長並失去分裂能力，而生長和分裂都受到抑制的細胞則不會。圖片來源：Sandhya Manohar / ETH Zürich

癌細胞的雙重性質

現在，發表在《分子細胞》（Molecular Cell）雜誌上的幾項研究表明，不受控制的生長不僅是癌細胞的優勢，也是其弱點。

其中一項研究由蘇黎世聯邦理工學院生物化學研究所的加布里埃爾-諾伊羅爾（Gabriel Neurohr）教授領導。幾年來，他和他的研究小組一直在研究細胞生長如何影響細胞功能。他們還在研究當細胞超過正常大小並進入一種研究人員稱之為衰老的狀態時會發生什麼。在這種狀態下，細胞會變得異常巨大，並失去分裂能力。不過，它們仍然活躍，並能影響周圍環境，例如釋放信使物質。

老化細胞存在於正常組織中，在老化過程中扮演重要角色。不過，老化也可以用化學物質誘導，由於老化會導致細胞失去分裂能力，因此老化也是某些癌症治療的目標。

DNA 修復能力下降

Neurohr 的同事桑迪亞-馬諾哈爾（Sandhya Manohar）現在研究了細胞體積過大是否會影響老化細胞的功能。在研究中，她用抑制生長和分裂的物質處理了一個非癌細胞系和一個乳癌細胞系。

當她在細胞培養物中只使用抑制分裂的物質時，細胞確實不再能夠分裂，但它們繼續生長並進入老化期。結果，它們永久地失去了分裂能力。甚至在馬諾哈爾停止使用分裂抑制劑後，這種效果依然存在。

喪失分裂能力的一個重要原因是，增大的細胞無法再修復其遺傳物質的損傷，例如雙股 DNA 斷裂。這種斷裂總是在細胞分裂前複製其遺傳物質時會自發性發生。

此外，這些細胞無法正確活化一個關鍵的訊號路徑（p53-p21），而此訊號路徑對於協調應對 DNA 斷裂至關重要。因此，損傷修復的效率不夠高。這對增大的細胞意味著，在分裂過程中會累積大量無法修復的DNA斷裂，以至於無法再進行分裂。

質疑癌症治療中的聯合療法

然而，當研究人員用抑制分裂和抑制生長的物質同時治療細胞時，在停止使用這兩種物質後，細胞又能正常分裂和繁殖。 Neurohr說：”在癌症治療中，這正是你所不希望看到的。生長和分裂抑制劑已被用於癌症治療。根據我們在細胞培養中的觀察，我們預期同時使用分裂抑制劑和生長抑制劑治療腫瘤時，復發率會增加。更合理的做法是先使用分裂抑制劑，然後再使用進一步破壞細胞 DNA 並使其完全無法分裂的藥物。 “

進一步研究與臨床意義

到目前為止，聯邦理工學院的研究人員只在細胞培養上測試了他們的新發現。由於細胞的生長和分裂都與細胞環境密切相關，研究團隊無法將這些結果直接應用於臨床。因此，首先需要對器官組織或組織樣本進行試驗，以便更好地測試潛在的治療方法。此外，有關分裂抑制劑和其他藥物的各種組合的臨床研究也在進行中。

Neurohr 領導的 ETH 研究人員提出的想法得到了其他三個國際研究小組研究的支持，這些研究也發表在同一期的《分子細胞》雜誌上。

這些研究表明，生長亢進的癌細胞對分裂抑制劑的治療非常敏感。由於這些物質已被用於治療某些類型的乳癌，因此新發現可能會對癌症治療產生長期影響。

編譯自：ScitechDaily