Cell子刊顛覆發現：癌細胞可從健康細胞獲取線粒體DNA

左圖：暗場圖像凸顯了被熒光染色的線粒體的傳遞。右圖：明場下，有足夠的光線可以看到連接的納米級管道。

　　新西蘭馬拉格漢研究中心的邁克?貝里奇教授（Mike Berridge）領導的小組是世界上第一個發現線粒體DNA能在動物腫瘤細胞間移動的團隊。他們的文章上周發表在《細胞》雜志的子刊《細胞-代謝》（Cell Metabolism）上。

　　“在除復制過程以外的時間里，高等生物的基因通常被認為是受限在胞內的。我們的發現顛覆了這一學說。事實上，線粒體基因在不同細胞之間的傳遞可能是一個普遍的生物現象。”貝里奇教授說，這項具有里程碑意義的發現會打開一個全新的研究領域。

　　缺陷的線粒體DNA是接近200種疾病的病因，并且還與更多其他疾病有所關聯。貝里奇的這項研究為理解包括癌癥在內的人類疾病奠定了重要基礎。這還可能開創一個合成線粒體DNA的新領域，用個人化的線粒體DNA替換缺陷基因。

　　在除去了線粒體DNA的乳腺癌和黑色素瘤小鼠模型中，腫瘤組織會從周圍正常組織中獲取替代DNA。在得到新的DNA后，癌細胞便會繼續形成腫瘤塊擴散到身體其他部位。雖然其他研究小組此前在實驗室里已經發現了線粒體DNA能在細胞間移動，但是馬拉格漢這個小組是第一個在腫瘤動物模型中發現這個傳遞的。

　　貝里奇教授說，要不是他的研究組同事譚安（音譯）有超凡的耐心，他們也不可能有這個發現。“大家普遍認為腫瘤細胞沒有線粒體DNA就不會再生長，正常人做該實驗通常都在進行一周后就會停止——那時還不會觀察到這種現象。但是譚持續監測了它們不止一個月，最終看到了腫瘤開始繼續生長。”

　　該小組面臨的下一個挑戰是找到這個現象是如何實現的。“一開始，我們以為是細胞學會了在不需要線粒體DNA的情況下生長。但是當我們在一次會議上報告了這項研究后，一個知名科學家問我們有沒有檢測生長的細胞是否含有線粒體DNA。我們當時還沒有檢測。”

　　隨后，一個簡單的實驗證實了線粒體DNA的存在。他們和國際上的合作者們進行了大規模的分子、生化和蛋白質的分析，證明這些線粒體DNA事實上是從非腫瘤組織中獲取的。他們還最新的基因測序技術證實，腫瘤細胞新獲取的線粒體DNA和腫瘤中原有的不一致，但和周圍的非腫瘤細胞中的線粒體DNA相同。

　　“在身體中這似乎是一個基礎的生理機制，因為缺少研究工具，之前從未有人發現。這個新現象對腫瘤形成是否重要尚不清楚，但是我們對繼續研究這種傳遞是否廣泛地在全身發生很感興趣。初步的證據顯示，它可能在大腦中普遍發生。“

　　每個線粒體內都有很多線粒體DNA拷貝，它們是小型的環狀DNA，與細菌基因組類似。這些DNA編碼著在線粒體機器中的關鍵蛋白，這些蛋白將來自食物的能量轉換成某種化學能——這些能量對于大腦和肌肉的功能尤其重要。

　　核DNA編碼人的基本遺傳指令，包括諸如一個人的頭發顏色、身高和性別這樣的特征。線粒體DNA與核DNA無關，它們只遺傳自母親——利用這個特點，科學家得以追溯六七萬年前生活在非洲的，所有現代人的共同祖先。