什么是细胞周期？它与癌症有什么关系？
发布日期：2023年5月16日 医学审校：Robert J. Mayer博士（Robert J. Mayer, MD） 细胞周期包含一系列步骤，包括：活细胞生长、复制其DNA，并分裂成两个相同的子代细胞，每个子细胞获得母本的一份拷贝。当每个子细胞被封存在自身的膜内时，细胞周期完成，为开启新的细胞周期做好准备。 细胞周期以一种精确运转的方式展开，确保细胞将DNA的精准拷贝遗传给其子代细胞。在分裂前的DNA复制或DNA迁移到新形成的细胞的过程中，如果出现任何错误，那么细胞的遗传程序都会出错，从而导致癌症或其他疾病的产生。 细胞周期的分期（Stage） 在含有细胞核的细胞内，细胞周期有5个分期： G0期：细胞尚未分裂，在体内中正常运作 G1期（gap 1）：细胞生长 S期 (synthesis 合成) ：细胞复制其DNA G2期 (gap 2) ：细胞准备分裂 M期 (mitosis 有丝分裂) ：细胞核（nucleus）和细胞质（cytoplasm）分裂，形成两个子代细胞 人体细胞用90%的时间完成前三个分期， 统称分裂间期（interphase）。 细胞周期的持续时间因细胞类型而异。大部分人体细胞在24小时左右完成周期。快速生长的细胞（如肠道内壁细胞）或在9-10小时内完成分期，而肝细胞的分期则超过一年，神经细胞的分期则需更多年完成。 细胞分期和癌症 在细胞周期任何阶段出现的失误或错误——特别是在DNA复制或DNA分配给子细胞的过程中出错，都会驱使细胞向产生癌变的方向演化。 细胞周期含有若干检查点，其作用类似流水线上的阀门，让细胞“扫描”问题并采取必要的修复措施。细胞借此机会来确认自身生长到应有的大小、正确地复制了自身的DNA、准确地排列了用于分裂的染色体。细胞或修复错误，但如果严重的话，细胞也会通过自毁的方式避免将自身的错误传给后代。 若干蛋白质控制检查点，其中最重要的检查点之一是p53，它在细胞周期中主要在G1检查点上作用。当一个细胞的DNA受损时，一个蛋白质激活p53，p53终止细胞周期并下达修复的指令，如果出现不可修复的损伤，p53会引起细胞消亡。p53对健康细胞的延续而言至关重要，它也被视为基因组的护卫。 如果p53消失、发生故障或者比活性低于正常水平，它或许会让携带受损DNA的一个细胞进入细胞周期的下一阶段，增加DNA拼写错误且遗传给子细胞的几率。这种错误在多个细胞周期中不断累积，就会向癌症迈进一步。p53 是人类癌症中最常见的突变基因。 化疗如何影响细胞周期？ 在细胞周期的不同阶段，不同类型的化疗（chemotherapy）药物会对癌细胞发起攻击。 有些化疗药物对细胞周期的一个特定阶段作用。例如，抗代谢药（antimetabolite）和叶酸拮抗剂（antifol）就以S期为靶点，干扰DNA分子的构建。博来霉素（bleomycin）和依托泊苷（etoposide）和其它药物则以G2期为靶点，使DNA断裂；长春花生物碱类（vinca alkaloids）以M期为靶点，防止染色体在细胞分裂的过程中正确排列。 还有一些药物可作用于分裂中的细胞，无论细胞周期。这些药物包括：烷化剂（alkylating agents）——与DNA结合并阻止DNA复制；嵌入剂（intercalators）——起作用是扭曲DNA双螺旋的正常形状和结构。 第三类药物对癌细胞作用显著，无论癌细胞处在细胞周期的何种阶段。这些药物包括：皮质类固醇（corticosteroids）和激素拮抗剂（hormone antagonists），其作用机制是与细胞受体结合，防止细胞接收到生长信号。 放疗如何影响细胞周期？ 辐射会杀死处于积极分裂中的细胞，即不处于G0期的细胞。因为癌细胞无序生长，与正常细胞相比，它们或需要更多的时间完成分裂，所以癌细胞特别容易受到放疗的影响。 靶向治疗如何干预细胞周期？ 靶向疗法（targeted therapies）是一组抑制与癌症有关的特异性细胞蛋白质的药物。靶向疗法的药物有一部分作为标准治疗用药，有一些尚处于临床试验中，其核心聚焦于在细胞周期中起到关键作用的蛋白质。 以CDK4和CDK6蛋白质为例，这两种蛋白质在细胞周期的一个重要节点扮演着保护的作用，即细胞从G0期和G1期向S期过渡。在有些癌症病种中，CDK4和CDK6蛋白质的异常会使细胞分裂进入高速运转的状态。以CDK4/6抑制剂（CDK4/6 inhibitors）为代表的的药物干扰这些蛋白质，有助于阻止细胞周期的展开。在某些情况下，癌细胞不仅停止分裂，还会丧失所有用于循环和生长的能力，使得肿瘤缩小。CDK4/6抑制剂在治疗晚期雌激素受体阳性和HER2-阴性乳腺癌（advanced estrogen receptor-positive and HER2-negative breast … Read more