三维环境是细胞染色体分离的关键

科学家经常在塑料培养皿上平层地培养细胞。以这种方式培养的肝细胞在细胞分裂过程中分配它们的染色体方面是非常糟糕的。肝细胞不会在两个子细胞之间平均地分配染色体。这种错误可能会破坏细胞的遗传物质，这可能会让在实验室培养肝脏充满挑战。培养肝脏是再生医学的最高目标。也会没有人能够做到这一点，这是因为在培养皿中培养的肝细胞变得如此混乱以至于它们不会正常地发挥作用。

在一项新的研究中，来自美国麻省理工学院和瑞士联邦理工学院的研究人员比较了在培养皿中培养的肝细胞发生的分裂和小鼠体内的肝细胞发生的分裂。正如所料，染色体错误在实验室培养皿中培养的小鼠肝细胞中堆积着。但是，当这些研究人员观察小鼠肝脏内生长的细胞时，某些染色体分离缺陷并未发生。对肝细胞等一些细胞而言，环境就是一切。因此，从原生环境中分离出的细胞在体外无法正确地分离它们的染色体。相关研究结果于2018年8月23日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Chromosome Segregation Fidelity in Epithelia Requires Tissue Architecture”。论文通信作者为麻省理工学院的Angelika Amon和Kristin Knouse。

这也适用于其他的细胞类型。这些研究人员发现，来自小鼠乳腺和皮肤的细胞在染色体分离方面表现出类似的差异，这取决于它们的环境。这些结果提示着组织提供的外力有助于引导每个细胞内的染色体分离。

Knouse说，就像染色体分离一样，外部环境控制是细胞固有的东西，这似乎是比较奇怪的。但是，在体内，某些类型的细胞属于较大的组织结构。她说，“在任何时候，这些细胞都不能自由挣脱并单独行动，这是因为这样做会破坏组织的结构和功能”。Knouse补充道，作为一种权衡，这些细胞也许已变得依赖于更大的组织来实现它们的一些内在功能。

尽管已有一些线索，但是这些研究人员迄今为止仍不清楚外部环境究竟如何影响细胞的染色体分离。一种被称作整合素（integrin）的分子可能通过间接地改善染色体附着到有丝分裂纺锤体上来发挥作用。

这些结果可能有助于科学家们理解为什么癌细胞通常具有异常的染色体数目。这些研究人员说，肿瘤能够改变它们形成的组织的结构，而且这种变化可能会引发染色体问题。Amon说，“随后，一旦你开始获得和丢失整条染色体，你就会在遗传上变得更加不稳定”。这种不稳定性能够让癌症产生侵袭性。

参考资料：

Kristin A. Knouse, Kristina E. Lopez, Marc Bachofner et al. Chromosome Segregation Fidelity in Epithelia Requires Tissue Architecture. Cell, Published Online: 23 August 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.07.042.