实验|《细胞》子刊：癌细胞“玩儿命”耐药！冷泉港科学家发现，染色体不稳定性对癌细胞有害，但也会促进癌症获得耐药性丨科学大发现细胞|冷泉|处理|耐药性|药物

癌细胞最常见的特征之一是非整倍体核型，造成非整倍体的原因可能是染色体不稳定性（CIN）[1] 。 CIN驱动细胞间异质性，并对癌细胞基因组、肿瘤发病机制、肿瘤进化、转移扩散以及治疗的选择和成功产生深远影响[2-4] 。
近日，由来自冷泉港实验室的Jason M. Sheltzer博士领衔的研究团队，在著名期刊 Development Cell 上发表重要研究成果[5] 。他们研究发现染色体不稳定性（CIN）可以加速肿瘤耐药性的产生。

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近年来，癌症疗法不断改进，显著提高了各种恶性肿瘤患者的生存率和生活质量。但是，肿瘤对治疗药物产生耐药性是阻碍患者生存期延长的一个主要的原因[6,7] 。耐药性产生主要归因于肿瘤细胞在治疗过程中产生的新的突变，这些突变可以在药物治疗过程中恢复治疗靶点的功能，或者绕过药物的作用[8] 。我们对癌症如何产生耐药性仍然有很多疑问。
有研究发现非整倍体会造成酵母对各种抗真菌剂的敏感性降低[9-13] 。那么，非整倍体与人类肿瘤耐药性之间是否存在关联呢？
为了测试CIN是否会影响肿瘤耐药性， Sheltzer团队选择在癌细胞系中诱导瞬时CIN ，他们使用Mps1抑制剂AZ3146处理癌细胞后，发现癌细胞的有丝分裂错误率显著增加。
Sheltzer设计了一种竞争策略：同一癌细胞系（如人类黑色素瘤细胞系A375）分为数目相同的两组，一组转染蓝色荧光蛋白（BFP），一组转染红色荧光蛋白（RFP）；将BFP组和RFP组再等分为两组，分别选一组细胞（BFP2 ， RFP1）用Mps1i处理诱导CIN发生， 24小时后将Mps1i洗掉，与非Mps1i处理的细胞（RFP2 ， BFP1）共培养，即BFP1和RFP1组/BFP2和RFP2组细胞共培养；接下来传代约30天，每次传代时用流式细胞术检测细胞群丰度，来观察各种条件对癌细胞生长的影响（图1A）。

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图1A竞争实验示意图
首先，在标准培养条件下， Sheltzer使用Mps1抑制剂诱导瞬时CIN ，使癌细胞（人类黑色素瘤细胞系A375）产生非整倍体，观察发现： CIN对癌细胞是有害的；但是，在有一定浓度的治疗药物（维莫非尼）的条件下，可以观察到CIN加速了肿瘤耐药性的产生（图1B）。

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图1B A375细胞群竞争实验
【实验|《细胞》子刊：癌细胞“玩儿命”耐药！冷泉港科学家发现，染色体不稳定性对癌细胞有害，但也会促进癌症获得耐药性丨科学大发现】Sheltzer将竞争实验后的产生的细胞群分离出来，分别进行不同药物的敏感性测试，发现不同处理的细胞群对维莫非尼的敏感性有不同程度的降低，而对于紫杉醇和多柔比星不存在耐药性（图1C）。这说明 Mps1i预处理后的细胞，在对特定药物产生耐药性后，不会对其他药物产生交叉耐药性。

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图1C竞争实验24小时后的细胞群对各种药物的反应
在多种遗传背景的细胞中或使用不同的靶向药物时，这一现象都得到了证实（图2）。 Sheltzer团队用紫杉醇处理A375细胞系（图2A）；用维莫非尼和紫杉醇分别处理Colo205细胞系（图2B）；用紫杉醇处理RPE1细胞系（图2C）；都观察到了CIN加速了这些细胞系耐药性的产生。
图2 不同遗传背景下Mps1i加速耐药性的获得