ルドルフ・シュタイナーががん細胞に関して解説したところによるとがん細胞の決して規則的ではない。
～１つのがん細胞は２個に分裂すると考えられてきたが、実際には最大５個に分裂することがわかっている。
生化学者たちは、１つの癌細胞が最高で5つの細胞に分裂することができるということを発見した
2012年7月5日のサイエンスデイリー
従来の生物学で、哺乳類の細胞分裂または有糸分裂のプロセスの間に、母細胞が等しく2つの娘細胞に分かれるということはよく知られている。
しかし、癌に関しては ― ＵＣＬＡ研究者がいわく― 母細胞は、はるかにより多産である可能性がある。
ＵＣＬＡヘンリーSamueli学校のバイオエンジニアは、機械的に、がん細胞が分かれる生体内での三次元環境をシミュレーションした。
そして、がん細胞がしばしば3つ以上の娘細胞に分かれるということがわかった。
「我々は、このプラットフォームが我々がよりよく、三次元機械の環境がどのように殺す悪性腫瘍に良性腫瘍の進行の役をつとめる可能性があるかについて理解することができることを望む」と、ダイノー・ダイ・カーロ、ＵＣＬＡの生物工学の準教授と研究に関する主任研究員が言った。
適切に新しい細胞をつくるために、有糸分裂の生物学的方法は、各娘細胞が亜細胞性の材料（例えば染色体またはオルガネラ）の等しいセットを受けることを確実にするために、特定の生化学チェックポイントによってきつく調整される。
しかしながら、これらのチェックポイントがある時は突きそこなった、過失には有害な結果があることができる。1つのキー構成要素は、染色体カウントである：新しい細胞が余分の染色体を得るか、染色体 ― 異数性として知られている ― を失うとき、重要な生物学的方法の調節は中断することができる（多くの浸潤癌の鍵となる特徴）。2つ以上の娘細胞に分かれるＡ細胞は、異数性に帰着することがありえる染色体運動の複合の振付けを受ける。
染色体分離のプロセスの間に誤った処置につながる寄与因子を調査することによって、科学者は癌の進行をよりよく理解する可能性があると、評決がピアをチェックされた学術誌PLoS ONEでオンラインで最近発表された研究者が言った。
本研究のために、ＵＣＬＡチームは、有糸分裂イベントで三次元マイクロ環境の結果を検討するために機械的に癌細胞を限るために、マイクロ流体プラットフォームを構築した。細胞が成長して、分かれたので、プラットフォームは高解像度、単細胞顕微鏡診察を考慮に入れた。このプラットフォームで、彼らはよりよく三次元環境の腫瘍のスペース圧迫された増大の生体内での条件を模倣することができた ― 伝統的に使用される培養びんと対照的に ― と、研究者が言った。
驚くべきことに、チームはそのような監禁が典型的であるより非常に高い率で一つの癌細胞の3つまたは4つの娘細胞への異常な分割に帰着すると述べた。そして、2、3回、彼らは単細胞が一つの分割イベントの間に5つの娘細胞に分かれていて、たぶん異数体娘細胞に至っているのを認めた。
「癌が一組の正確な突然変異に起因することができる場合であっても、大多数の悪性腫瘍は異数体細胞を所有する、そして、これの理由はまだ未決問題である」と、ダイ・カーロが言った。そして、その人はＵＣＬＡのカリフォルニアNanoSystems研究所のメンバーでもある。「我々の新しいマイクロ流体プラットフォームは、研究者が固有の腫瘍環境が異数性に関与する可能性がある方法を研究するより信頼性が高い方法を提供する。」
新聞の他の著者は、ヘンリーTatクォンTseとウェストブルック・マコーネル・ウィーヴァー（両方のＵＣＬＡ生物医学工学大学院生）を含めた。研究チームは、癌の発現に関して更に拘禁環境の重要性を調査するために、癌研究者とのパートナーに、現在捜索している。
本研究は、工学と応用科学のＵＣＬＡヘンリーSamueli学校のそばで資金を供給された。
学術誌参照：
- ヘンリー粗製ズック・クォンTse、ウェストブルック・マコーネル織工、ダイノー・ダイ・カーロ。機械的に限られたMicroenvironments.PLoS 1（2012）の増加した非対称のおよびマルチ娘細胞分裂;7つの(6)：e38986 DOI：10.1371/journal.pone.0038986
Cancer Cells – know your enemy!
Bioengineers Discover Single Cancer Cell Can Produce Up to Five Daughter Cells
ScienceDaily (July 5, 2012) — It’s well known in conventional biology that during the process of mammalian cell division, or mitosis, a mother cell divides equally into two daughter cells. But when it comes to cancer, say UCLA researchers, mother cells may be far more prolific.
Bioengineers at the UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science developed a platform to mechanically confine cells, simulating the in vivo three-dimensional environments in which they divide, and found that, upon confinement, cancer cells often split into three or more daughter cells.
“We hope that this platform will allow us to better understand how the 3-D mechanical environment may play a role in the progression of a benign tumor into a malignant tumor that kills,” said Dino Di Carlo, an associate professor of bioengineering at UCLA and principal investigator on the research.
The biological process of mitosis is tightly regulated by specific biochemical checkpoints to ensure that each daughter cell receives an equal set of sub-cellular materials, such as chromosomes or organelles, to create new cells properly.
However, when these checkpoints are miscued, the mistakes can have detrimental consequences. One key component is chromosomal count: When a new cell acquires extra chromosomes or loses chromosomes — known as aneuploidy — the regulation of important biological processes can be disrupted, a key characteristic of many invasive cancers. A cell that divides into more than two daughter cells undergoes a complex choreography of chromosomal motion that can result in aneuploidy.
By investigating the contributing factors that lead to mismanagement during the process of chromosome segregation, scientists may better understand the progression of cancer, said the researchers, whose findings were recently published online in the peer-reviewed journal PLoS ONE.
For the study, the UCLA team created a microfluidic platform to mechanically confine cancer cells to study the effects of 3-D microenvironments on mitosis events. The platform allowed for high-resolution, single-cell microscopic observations as the cells grew and divided. This platform, the researchers said, enabled them to better mimic the in vivo conditions of a tumor’s space-constrained growth in 3-D environments — in contrast to traditionally used culture flasks.
Surprisingly, the team observed that such confinement resulted in the abnormal division of a single cancer cell into three or four daughter cells at a much higher rate than typical. And a few times, they observed a single cell splitting into five daughter cells during a single division event, likely leading to aneuploid daughter cells.
“Even though cancer can arise from a set of precise mutations, the majority of malignant tumors possess aneuploid cells, and the reason for this is still an open question,” said Di Carlo, who is also a member of the California NanoSystems Institute at UCLA. “Our new microfluidic platform offers a more reliable way for researchers to study how the unique tumor environment may contribute to aneuploidy.”
Other authors on the paper included Henry Tat Kwong Tse and Westbrook McConnell Weaver, both UCLA biomedical engineering graduate students. The research team is currently seeking to partner with cancer researchers to further investigate the importance of confined environments on the development of cancer.
The study was funded by the UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science.
Journal Reference:
- Henry Tat Kwong Tse, Westbrook McConnell Weaver, Dino Di Carlo. Increased Asymmetric and Multi-Daughter Cell Division in Mechanically Confined Microenvironments.PLoS ONE, 2012; 7 (6): e38986 DOI:10.1371/journal.pone.0038986