非整倍体是指细胞中含有数量异常的染色体，它是许多类型的癌症和遗传疾病（包括唐氏综合征）形成的原因，也是流产的主要原因。由非整倍体引起的疾病，其严重性通常在不同个体之间差别很大。
例如，近90%携带三个21号染色体拷贝（导致唐氏综合征的原因）的胎儿在出生前会流产，但也有部分这类状况的胎儿能顺利出生并活到60岁以上。研究人员以前认为造成这种预后差异的原因是不同个体的基因组成差异。
但近日发表在《Cell》杂志上的一篇文章中，麻省理工学院（MIT）Koch研究所的研究人员通过基因相同的细胞发现，是非整倍体本身导致了个体特征的显著差异。
这一发现可能对癌症治疗有重大的影响，因为它可以解释为什么基因相同的癌细胞对同一疗法有不同的反应。
对细胞分裂的直接影响
非整倍体出现在细胞分裂过程中，染色体不能在两个子细胞之间正确分离或均匀分配，这导致原本应该有46条染色体的人类细胞中染色体条数太多或太少。
为了研究非整倍体的影响，研究人员在基因相同的面包酵母细胞中诱导产生染色体增加或丢失的细胞，他们选择面包酵母细胞的原因是它与人类细胞非常相似。
这些诱导出的染色体变化对细胞产生了直接的影响。Koch研究所的AngelikaAmon教授说，“我们通过诱导非整倍体发现，不同细胞的反应非常不同。有些细胞完全放慢了周期，导致它们不能再分裂；而其他细胞不断分裂，只受到很小的影响。”
研究人员还进行了系统分析，研究不同染色体增加或丢失时对细胞的影响。他们发现，即使不同细胞获得或丢失了相同的染色体，它们的表现也非常不同。
对其他生物过程的间接影响
除了细胞分裂外，研究人员分析了非整倍体对其他生物学途径的影响，例如转录。他们发现非整倍体对转录的影响在不同的细胞中也是不同的。另外，这些细胞对环境变化的反应也大不相同，这表明非整倍体对许多生物过程的稳健性有影响。
为了确保这类反应的差异不是面包酵母细胞特有的，研究人员又分析了非整倍体对小鼠的影响，并发现了相同的差异性。
Amon说，“这表明非整倍体状态本身可以产生差异性，这可以为非整倍性引起的疾病预后的差异提供一种解释。”
已知肿瘤中包含不同种群的细胞，其中一些细胞的基因组成彼此完全不同。这些基因差异通常被认为是导致化疗等治疗方法不成功的原因，因为这些疗法不能靶向肿瘤内的所有细胞。
Amon说，“不幸的是，我们的文章表明，肿瘤甚至不需要在遗传上是异质性的，事实上它们具有非整倍性本身就可能导致非常不同的预后结果，这给癌症的治疗带来了重大的挑战。”
研究人员现在希望进一步研究导致这种差异的起源，它可能是由染色体数量变化引起的许多基因的剂量微小变化导致的。
Amon说，“我们正在追踪关键的基因和通路，一旦我们明白了导致预后差异的关键通路，就可以靶向这些通路来改善癌症治疗。”
参考文献：
RebeccaR.Beach,ChiaraRicci-Tam,ChristopherM.Brennan,ChristineA.Moomau,Pei-hsinHsu,BoHua,RebeccaE.Silberman,MichaelSpringer,AngelikaAmon.AneuploidyCausesNon-geneticIndividuality.Cell,;(2):DOI:10./j.cell..03.
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