组蛋白、细胞衰老和癌症

西奈山伊坎医学院（Icahn School of Medicine at Mount Sinai）的科学家们发现，组蛋白H3.3发生的改变在基因沉默中起到了关键性作用，这种蛋白是细胞衰老的关键调节子。相关论文发表在近期的Nature Communications杂志上。

高等生物的遗传物质储存在细胞核中。基因组DNA环绕着由四种组蛋白组成的八聚体，形成碟状的核小体结构，进而包装成为染色质。西奈山伊坎医学院（Icahn School of Medicine at Mount Sinai）的科学家们发现，组蛋白H3.3发生的改变在基因沉默中起到了关键性作用，这种蛋白是细胞衰老的关键调节子。相关论文发表在近期的Nature Communications杂志上。

五十多年前Leonard Hayflick和Paul Moorhead发现，体外培养的健康人类细胞在分裂一定的次数之后就会停止增殖。他们将这一现象称为细胞衰老（cellular senescence）。实际上，衰老是细胞在应激压力下对其增殖做出限制的一种状态。近年来，细胞衰老受到了人们的广泛关注，因为这一过程可能是阻止癌症发生的关键。不过，人们还不了解细胞衰老的具体过程，也不清楚细胞如何关闭促进分裂和增殖的基因（细胞周期基因）。越来越多的证据表明，细胞衰老的动力来自于细胞核里的染色质改变。

组蛋白变体H3.3参与了细胞内遗传物质的包装和调控。研究人员在癌基因诱导的衰老模型中进行研究，发现组蛋白H3.3尤其是其截短形式能使促进细胞分裂和增殖的基因沉默。研究显示，表达H3.3及其截短形式就足以起始细胞衰老程序。全基因组转录谱分析表明，截短型H3.3转录沉默了细胞周期的调控子。这种效果很可能是通过永久性去除H3K4me3实现的。

  “细胞衰老创造了一个抑制细胞增殖的染色质环境，这会进一步影响细胞或肿瘤的生长。我们想要知道这一现象背后的分子机制，”领导这项研究的Emily Bernstein说。“我们发现，组蛋白H3.3及其截短形式（组蛋白尾部缺乏21个氨基酸及相关修饰），能阻止正常细胞进行分裂。截短型H3.3有望成为细胞停止增殖的标志，对于癌症研究有重要的启示，尤其是那些有衰老阶段的癌症，比如黑色素瘤。”