Cell:染色體非整倍性有助解釋癌癥和遺傳病的嚴重性差異

　　非整倍性（aneuploidy）指的是細胞含有異常數量的染色體，而且已知是很多癌癥和遺傳病（包括唐氏綜合征）的病因。唐氏綜合征也是胎兒流產的主要原因。

　　非整倍性導致的疾病是不同尋常的，這是因為它們的嚴重性在不同人之間具有較大的變化。比如，將近90%的攜帶三條21號染色體的胎兒會在出生前流產。唐氏綜合征的病因在于人細胞攜帶三條21號染色體。在其他情況下，唐氏綜合征患者能夠存活到60多歲。

　　人們之前認為這種變化是由這種疾病患者的遺傳組成差異造成的。

　　但是在一項新的研究中，來自美國麻省理工學院（MIT）科赫綜合癌癥研究所的研究人員揭示出在遺傳其他方面相同的細胞中，非整倍性獨自就能夠導致顯著的性狀差異。

　　這一發現可能對癌癥治療產生至關重要的影響，這是因為它可能解釋了為何遺傳相同的癌細胞可能對相同的治療作出差異性的反應。

　　直接影響

　　非整倍性是細胞分裂期間產生的，即染色體不能夠在兩個子細胞之間合適地分離或者不能平等地分配。這就導致這些子細胞攜帶太多或太少的染色體。在正常情形下，人類有46條染色體。為了研究這種情形的影響，這些研究人員誘導遺傳上相同的面包酵母細胞獲得或丟失染色體。對科赫綜合癌癥研究所研究員Angelika Amon教授而言，他們選擇面包酵母的原因在于酵母細胞與人細胞具有非常相似的表現。

　　他們誘導的酵母細胞染色體變化對這些細胞產生直接的影響。

　　Amon說，“我們誘導非整倍性產生，我們發現酵母細胞作出的反應在不同細胞之間存在非常大的差異。一些酵母細胞完全關閉它們的細胞周期，因此它們不再發生分裂，然而，其他的細胞非常正常地持續分裂，僅經歷較小的影響。”

　　這些研究人員開展一項系統性分析，探究了非整倍性對獲得或丟失多條不同染色體的酵母細胞的影響。他們發現在每種情形下，即便單個細胞獲得或丟失相同的染色體，它們彼此之前也表現得非常不同。

　　Amon說，“因此，這真正地提示著每條增加或丟失的染色體都會發揮影響，這是因為在每種情形下，酵母細胞作出的反應是非常不同的。”

　　這些研究人員也研究了非整倍性對其他生物途徑（如轉錄）的影響。作為基因表達的第一步，DNA經轉錄產生RNA。

　　他們再次發現，非整倍性的影響在遺傳其他方面都相同的細胞之間存在差異。

　　這些酵母細胞對環境變化作出的反應也存在相當大的差異，這提示著非整倍性對很多生物過程（如果不是所有的話）的強健性產生影響。

　　Amon說，為了確保這種反應是面包酵母特有的影響，這些研究人員隨后研究了非整倍性對小鼠的影響，結果發現存在相同程度的差異。

　　Amon說，“這提示著非整倍性本身可能產生差異性，而且這可能為非整倍性導致的疾病為何存在如此大的差異提供一種額外的解釋。”

　　比如，已知腫瘤含有不同的細胞群體，其中的一些細胞彼此之間在遺傳組成上存在相當大的不同。當化療或其他的療法未取得成功時，這些遺傳差異經常被認為是罪魁禍首，這是因為人們認為這種療法可能不能夠靶向腫瘤內的所有細胞。

　　Amon說，“不幸的是，我們的研究提示著鑒于腫瘤具有非整倍性而能夠導致非常不同的結果，它們甚至不需要具有遺傳異質性，而這代表著癌癥治療所面臨的一項重大挑戰。”

　　Amon說，這些研究人員如今希望開展更多的研究來探究這種差異性的起源。

　　這些結果提示著在多種基因中，由染色體數量導致的基因劑量微妙變化能夠促進不同的行為產生。

　　她說，“我們如今正在嘗試著追蹤關鍵的基因是哪些，關鍵的途徑是哪些。一旦我們能夠理解導致這種差異性的關鍵途徑是什么，我們就能夠開始思考靶向這些途徑以便解決癌癥治療中出現的不同結果。”