自从分子遗传学出现以来，科学家们一直试图分离哺乳动物的单倍体细胞。在过去的十年中，许多研究人员终于成功地培育出单倍体细胞系。然而，这些细胞系非常不稳定，有二倍体化的趋势。现在，西班牙国家癌症研究中心（CNIO）的研究人员发现了能够提高哺乳动物单倍体细胞系稳定性的化合物。这项研究近日发表在最新一期的《细胞报告》上。
除了精子和卵细胞，人类细胞都拥有两套染色体，分别遗传自双亲。然而，只有一组染色体的生物体对科学研究非常有用。CNIO基因组不稳定性研究组组长、该研究的负责人Fernández-Capetillo表示：“拥有一组染色体的细胞是研究基因功能的一个强大工具，因为你只需修改基因的一个副本，就可以分析它对机体的影响。”
酵母等微生物中的单倍体细胞已被广泛用于生物学研究，彻底改变了生物医学的历史。例如，2001年诺贝尔生理学奖得主使用酵母来识别真核生物中调节细胞周期的关键分子。然而，酵母和人类之间隔着十亿年的进化，许多生物机制没有被保留下来，这意味着我们无法在微生物中研究它们。在过去的几年里，科学家们成功地分离出了哺乳动物单倍体细胞系，然而，所有这些单倍体细胞高度不稳定，会迅速二倍化。
“两年前，我们发现单倍体细胞通过p53蛋白激活细胞死亡机制，导致单倍体细胞在培养体系中无法存活，并逐渐消失，”Fernandez-Capetillo说，“这些结果解释了为什么在实验室中维持哺乳动物单倍体细胞如此困难。”现在，CNIO的研究人员使用化学筛选方法在近1000种化合物中寻找那些能够选择单倍体细胞、对抗染色体数目较多的细胞的化合物。研究表明，合成抗癌药物紫杉醇的前体DAB (10-Deacetylbacattin III)可以使单倍体细胞生长得更好，从而取代二倍体细胞。
这种化合物作用于微管（微管是细胞分裂过程中染色体迁移的相关因素）。当DAB作用于微管时，染色体数量较多的细胞受到的影响更严重，而染色体数量较少的细胞能够继续细胞分裂。”这种效应并不局限于单倍体细胞，因为暴露于DAB的四倍体细胞(带有四组染色体的细胞)也会比二倍体细胞受到更大的影响。换句话说，这种策略允许研究人员在哺乳动物细胞的混合培养体系中选择染色体数目较少的细胞。
这些结果不仅对哺乳动物单倍体细胞的研究有用，而且对癌症研究也有很大意义，因为DAB的作用也可以通过小剂量的紫杉醇获得。在这种背景下，作者认为低剂量的紫杉烷可能会选择性地消除多倍体细胞，而最近的基因组研究表明，多倍体细胞可能存在于高达37%的人类肿瘤中。因此，Fernandez-Capetillo说：“这项研究的结果可能有助于确定哪些癌症患者可能优先受益于使用紫杉醇或其他紫杉醇衍生物的治疗。”
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编译：花花
审稿：alone
责编：张梦
期刊来源：《细胞报告》
期刊编号：2211-1247
原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190716113033.htm
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