改变癌细胞中的染色质结构可有助于杀伤癌细胞

癌细胞是“不留情面”的，常常令人恼恨地出现耐药性，让癌症治疗变得极具挑战。然而，一项激动人心的新研究找到了癌症的弱点；这一发现已经导致了在细胞培养中近乎可以根除这种疾病。

这项研究发表在《自然-生物医学工程》期刊上，揭示了如何通过改变癌细胞中的染色质结构，使其更容易被破坏。

在细胞核中，DNA被组蛋白所缠绕，并一起组成染色质。

染色质的任务是将遗传密码整齐地包装到细胞核中。染色质还能对基因开关起到调控作用。然而，在癌细胞中，染色质却帮助它们进化和适应癌症治疗，从而使其得以存活。

“如果你将遗传物质当作硬件，”研究的共同作者，来自西北大学McCormick工程学院的Vadim Backman说到，“那么染色质就是软件。”

“复杂的疾病例如癌症，”他补充道，“并不依赖于单个基因的行为，而是成千上万个基因之间复杂的相互作用。”

所以，Backman和他的同事将染色质视为对抗癌症药物耐药性的关键，他们去年开发出的成像技术也帮助他们更多地了解这一复杂的大分子。

用染色质预测癌细胞死亡

这种新技术被称为偏振波分光（PWS）显微镜，它可以实时监测活细胞中的染色质。

此外，研究人员表示PWS允许他们可对长度为20-200纳米的染色质进行评估，他们认为这是癌细胞形成影响染色质的精确点。

他们使用PWS监测体外培养癌细胞中的染色质。他们发现染色质具有与基因表达相关的特定“包装密度”，这有助于癌细胞躲避治疗。

分析显示如果染色质的异质性越高，堆积密度越混乱，那么在化疗应答中癌细胞存活率也越高。然而，更保守和有序的包装密度则与化疗导致的高癌细胞死亡率有关。

“只需要看看癌细胞的染色质结构，我们就能预测它们是否能存活下来，“Backman说。”染色质结构正常的细胞会因为无法应答而死亡，他们无法探索其基因组以寻求抗性，他们无法产生耐药性。”

靶向染色质杀伤癌细胞

基于他们的发现，研究人员假设到改变染色质结构使其更有序可能是攻击癌细胞的弱点、使其易于治疗的一种方法。

在进一步的研究中，研究小组发现他们可以通过改变癌细胞核中的电解质来修饰染色质的结构。

为了测试这个策略，研究小组使用了两种已获得FDA批准的药物：塞来昔布和地高辛。

塞来昔布主要用于镇痛，而地高辛则用于治疗心房颤动和心力衰竭。但是，这两种药物都能够改变染色质的堆积密度。

研究人员将这些药物——他们将其称之之为染色质保护疗法（CPTs）——联合化疗，并在实验室里对癌细胞进行检测。根据Backman，他们目睹了“一些不同寻常的事情”。

“在2到3天里，几乎每一个癌细胞都因为无法应答而死亡，CPT化合物不会杀伤癌细胞，它们会对染色质的结构进行重组。如果能阻止癌细胞的进化和适应能力，这就是他们的致命弱点。”

虽然研究人员对他们的发现十分兴奋，但他们提醒道，在得到任何确切的结论之前，需要进行动物和人类研究。

Backman说：“细胞培养和人类有很大的区别。“你永远不知道人体内的环境会如何影响到癌细胞的行为，或者是否会带来不可预见的副作用。”

即便如此，研究人员已经在七种不同的癌症类型中重复了他们的研究结果，Backman表示这一方法“非常有前途”。

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