Science:黑色素瘤如何维持端粒长度并实现永生化

时间:2022年11月16日
来源:生物通

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一项发表在《Science》杂志上的研究表明,恶性黑素细胞通过两个步骤来协同完成这一任务,即激活端粒酶和TPP1的表达。TPP1(三肽基肽酶1)是一种端粒结合蛋白,它将端粒酶招募到端粒上。

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战胜死亡,走向永生化,是细胞走向癌症的关键一步。

端粒是染色体末端的保护帽结构,随着细胞的分裂,端粒会越来越短。端粒酶能够维持端粒长度,让细胞持续分裂。在大多数细胞中,端粒酶是不活跃的,但许多癌症的端粒酶编码基因TERT发生突变,该突变激活了端粒酶,允许细胞继续生长。

近75%的黑色素瘤带有TERT突变。然而,在黑素细胞中插入TERT突变并不会产生黑色素瘤患者身上观察到的长端粒。事实证明,TERT启动子的突变只是故事的一半。

一项发表在《Science》杂志上的研究表明,恶性黑素细胞通过两个步骤来协同完成这一任务,即激活端粒酶和TPP1的表达。TPP1(三肽基肽酶1)是一种端粒结合蛋白,它将端粒酶招募到端粒上。

TPP1和端粒酶的突变协同延长了染色体末端的保护帽,阻止了正常的复制性衰老过程。复制性衰老(replicative senescence)使得细胞随着每个复制周期而衰老,并最终因端粒缩短而死亡。确定黑色素瘤中的突变组合,有望改变临床医生理解和治疗黑色素瘤的方式。

共同通讯作者、匹兹堡大学医学院的医学助理教授Jonathan Alder博士表示:“黑色素瘤和端粒维持之间有一些特殊的联系。在黑素细胞癌变的过程中,最大的障碍之一就是永生化。一旦它能做到这一点,人们就很有可能患上癌症。”

TERT的启动子突变尽管能够激活端粒酶,但不足以维持端粒长度。于是,Alder实验室中的Pattra Chun-on博士决心找到维持长端粒的缺失环节。在早期的研究中,Alder团队在端粒结合蛋白TPP1中发现了一个区域,该区域在黑色素瘤中经常发生突变。TPP1启动子的突变发生在约5%的皮肤黑色素瘤中,并与TERT启动子的突变同时发生。

Chun-on发现TPP1的突变与TERT的突变相似。两组突变都位于各自基因的启动子区域。这些突变产生或修改了转录因子ETS的结合位点,刺激基因产物的表达。

Adler认为这很有趣,因为已知TPP1可以刺激端粒酶的活性。“早在十多年前,生物化学家们就发现TPP1可以在试管中增加端粒酶的活性,但我们从来不知道临床上确实发生了这种情况,”他说。

Chun-on对细胞中端粒酶和TPP1的基因进行了突变,并观察到黑色素瘤中的端粒明显延长。TPP1启动子的改变与TERT激活协同作用,以维持长端粒让黑色素瘤细胞永生,这增加了我们对癌症中端粒维持系统的了解,并有望改善癌症的治疗。

原文检索

TPP1 promoter mutations cooperate with TERT promoter mutations to lengthen telomeres in melanoma


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