科學(xué)家經(jīng)常在塑料培養(yǎng)皿上平層地培養(yǎng)細(xì)胞。以這種方式培養(yǎng)的肝細(xì)胞在細(xì)胞分裂過(guò)程中分配它們的染色體方面是非常糟糕的。肝細(xì)胞不會(huì)在兩個(gè)子細(xì)胞之間平均地分配染色體。這種錯(cuò)誤可能會(huì)破壞細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，這可能會(huì)讓在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肝 臟充滿挑戰(zhàn)。培養(yǎng)肝 臟是再生醫(yī)學(xué)的目標(biāo)。也會(huì)沒(méi)有人能夠做到這一點(diǎn)，這是因?yàn)樵谂囵B(yǎng)皿中培養(yǎng)的肝細(xì)胞變得如此混亂以至于它們不會(huì)正常地發(fā)揮作用。
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員比較了在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的肝細(xì)胞發(fā)生的分裂和小鼠體內(nèi)的肝細(xì)胞發(fā)生的分裂。正如所料，染色體錯(cuò)誤在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的小鼠肝細(xì)胞中堆積著。但是，當(dāng)這些研究人員觀察小鼠肝 臟內(nèi)生長(zhǎng)的細(xì)胞時(shí)，某些染色體分離缺陷并未發(fā)生。對(duì)肝細(xì)胞等一些細(xì)胞而言，環(huán)境就是一切。因此，從原生環(huán)境中分離出的細(xì)胞在體外無(wú)法正確地分離它們的染色體。相關(guān)研究結(jié)果于2018年8月23日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Chromosome Segregation Fidelity in Epithelia Requires Tissue Architecture”。論文通信作者為麻省理工學(xué)院的Angelika Amon和Kristin Knouse。
這也適用于其他的細(xì)胞類型。這些研究人員發(fā)現(xiàn)，來(lái)自小鼠乳腺和皮膚的細(xì)胞在染色體分離方面表現(xiàn)出類似的差異，這取決于它們的環(huán)境。這些結(jié)果提示著組織提供的外力有助于引導(dǎo)每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的染色體分離。
Knouse說(shuō)，就像染色體分離一樣，外部環(huán)境控制是細(xì)胞固有的東西，這似乎是比較奇怪的。但是，在體內(nèi)，某些類型的細(xì)胞屬于較大的組織結(jié)構(gòu)。她說(shuō)，“在任何時(shí)候，這些細(xì)胞都不能自由掙脫并單獨(dú)行動(dòng)，這是因?yàn)檫@樣做會(huì)破壞組織的結(jié)構(gòu)和功能”。Knouse補(bǔ)充道，作為一種權(quán)衡，這些細(xì)胞也許已變得依賴于更大的組織來(lái)實(shí)現(xiàn)它們的一些內(nèi)在功能。
盡管已有一些線索，但是這些研究人員迄今為止仍不清楚外部環(huán)境究竟如何影響細(xì)胞的染色體分離。一種被稱作整合素（integrin）的分子可能通過(guò)間接地改善染色體附著到有絲分裂紡錘體上來(lái)發(fā)揮作用。
這些結(jié)果可能有助于科學(xué)家們理解為什么癌細(xì)胞通常具有異常的染色體數(shù)目。這些研究人員說(shuō)，腫瘤能夠改變它們形成的組織的結(jié)構(gòu)，而且這種變化可能會(huì)引發(fā)染色體問(wèn)題。Amon說(shuō)，“隨后，一旦你開(kāi)始獲得和丟失整條染色體，你就會(huì)在遺傳上變得更加不穩(wěn)定”。這種不穩(wěn)定性能夠讓癌癥產(chǎn)生侵襲性。
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