令人惊讶的是，科学家们发现了一种细胞过程，可以在癌症发生之前就将其阻止

就像塑料头可以保护鞋带的末端，在我们系鞋带时防止鞋带磨损一样，被称为端粒的分子头可以保护染色体的末端，在细胞不断分裂和复制DNA时防止染色体融合。但是，虽然失去塑料头可能会导致混乱的鞋带，但端粒丢失可能会导致癌症。

索尔克研究所研究端粒与癌症关系的科学家们有了一个惊人的发现:一种被称为自噬的细胞循环过程，通常被认为是一种癌症生存机制-实际上促进细胞死亡，从而防止癌症发生。

这篇文章发表在杂志上自然2019年1月23日发表的一篇论文揭示了自噬是一种全新的肿瘤抑制途径，并表明为了抑制癌症而阻止这一过程的治疗可能会在早期无意中促进它。

“这些结果完全出乎意料，”索尔克分子与细胞生物学实验室教授、该论文的资深作者简·卡尔塞德(Jan Karlseder)说。“有很多检查点可以防止细胞分裂失控并发生癌变，但我们没想到自噬是其中之一。”

每次细胞复制DNA进行分裂和生长时，它们的端粒就会变短一点。一旦端粒短到不能再有效保护染色体，细胞就会得到永久停止分裂的信号。但偶尔，由于致癌病毒或其他因素，细胞没有收到信息，继续分裂。如果端粒短得很危险或缺失，细胞就会进入一种叫做危机的状态，在这种状态下，不受保护的染色体会融合并变得功能失调——这是一些癌症的标志。

Karlseder的团队想要更好地理解危机——这既是因为危机通常会导致广泛的后果细胞死亡这可以防止癌前细胞继续发展为全面的癌症，因为这种有益细胞死亡的机制还不清楚。

“许多研究人员认为危机中的细胞死亡是通过细胞凋亡发生的，细胞凋亡和自噬是两种程序性细胞死亡类型之一，”卡尔塞德实验室的博士后、该论文的第一作者乔·纳苏尔(Joe Nassour)说。“但没有人做实验来证明这是不是真的。”

为了调查危机和通常随之而来的细胞死亡，卡尔塞德和纳苏尔使用健康的人类细胞进行了一系列实验，在这些实验中，他们将正常生长的细胞与被迫陷入危机的细胞进行了比较。通过使各种生长限制基因(也称为肿瘤抑制基因)失效，他们的研究小组使细胞能够肆意复制，在这个过程中，细胞的端粒越来越短。

为了了解哪种类型的细胞死亡导致了危机中的主要死亡，他们检查了细胞凋亡和自噬的形态学和生化标记。尽管这两种机制都是导致正常生长细胞中少量细胞死亡的原因，但到目前为止，自噬是危机组细胞死亡的主要机制，在危机组中，更多的细胞死亡。

然后，研究人员探索了当他们阻止危机细胞的自噬时发生了什么。结果是惊人的:没有通过自噬阻止细胞死亡，细胞会不知疲倦地复制。此外，当研究小组观察这些细胞的染色体时，它们被融合并变形，这表明在癌细胞中所见的那种严重的DNA损伤正在发生，并揭示了自噬是一种重要的早期癌症抑制机制。

最后，研究小组测试了当他们在正常细胞中诱导特定类型的DNA损伤时发生了什么，要么是染色体的末端(通过端粒损失)或到中间的区域。端粒丢失的细胞激活自噬，而其他染色体区域DNA损伤的细胞激活凋亡。这表明，细胞凋亡并不是破坏可能因DNA损伤而处于癌前病变的细胞的唯一机制，而且端粒和自噬之间存在直接的交叉对话。

这项工作揭示了，自噬并不是一种促进癌细胞未经批准的生长的机制(通过吞噬其他细胞来回收原材料)，实际上是一种防止癌细胞生长的保障。没有了自噬，失去其他安全措施的细胞，比如抑制肿瘤的基因，就会进入一种不受控制的生长、猖獗的DNA损伤的危机状态——通常是癌症。(一次癌症已经开始，阻止自噬可能仍然是一种有效的“饥饿”肿瘤的策略，作为一个索尔克大学鲁宾·肖教授2015年的研究他是这篇论文的合著者之一。)

唐纳德和达琳·席利主席Karlseder补充道:“这项工作令人兴奋，因为它代表了如此多完全新颖的发现。我们不知道这有可能细胞在危机中生存;我们不知道自噬与危机中的细胞死亡有关;我们当然不知道自噬是如何防止遗传损伤的积累的。这开辟了一个我们渴望追求的全新研究领域。”

接下来，研究人员计划更密切地研究细胞分裂死亡染色体末端(端粒)受损导致自噬而染色体其他部分的损伤会导致细胞凋亡。