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正如塑料尖端保护鞋带的末端并防止它们在我们系上它们时的磨损一样，称为端粒的分子尖端保护染色体的末端，并在细胞不断分裂和复制DNA时防止它们融合。但是，虽然丢失塑料尖端可能导致杂乱的鞋带，端粒丢失可能导致癌症。
研究端粒与癌症关系的Salk研究所的科学家们发现了一个惊人的发现：称为自噬的细胞回收过程 - 通常被认为是一种生存机制 - 实际上促进细胞死亡，从而预防癌症的发生。
这项工作出现在“自然”杂志上在2019年1月23日，显示自噬是一种完全新颖的肿瘤抑制途径，并表明阻止该过程以抑制癌症的治疗可能在很早的时候无意中促进它。
“这些结果令人惊讶，”Salk分子与细胞生物学实验室教授，该论文的高级作者Jan Karlseder说。“有许多检查点可以防止细胞失控并变得癌变，但我们并不认为自噬会成为其中之一。”
每次细胞复制它们的DNA进行分裂和生长时，它们的端粒会变短一点。一旦端粒变得如此短暂以至于它们无法再有效地保护染色体，细胞就会得到一个永久性分裂的信号。但偶尔，由于致癌病毒或其他因素，细胞不会得到信息并继续分裂。由于端粒危险地短缺或缺失，细胞进入称为危机的状态，其中未受保护的染色体可融合并变得功能失调 - 这是一些癌症的标志。
Karlseder的团队希望更好地了解危机 - 因为危机经常会导致广泛的细胞死亡，从而阻止癌前细胞继续成为完整的癌症，并且因为这种有益细胞死亡的机制尚不清楚。
“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，细胞凋亡与自噬是两种类型的程序性细胞死亡之一，”Karlseder实验室的博士后研究员，该论文的第一作者Joe Nassour说。“但没有人在做实验，以确定是否真的如此。”
为了研究通常发生的危机和细胞死亡，Karlseder和Nassour使用健康的人体细胞进行一系列实验，他们将正常生长的细胞与他们被迫陷入危机的细胞。通过禁用各种生长限制基因(也称为肿瘤抑制基因)，他们的小组使细胞能够放弃复制，其端粒在此过程中越来越短。
为了了解哪种类型的细胞死亡是危机中主要死亡的原因，他们检查了细胞凋亡和自噬的形态学和生化标志物。尽管这两种机制都是导致正常生长细胞中死亡的少数细胞的原因，但自噬仍然是危机组中细胞死亡的主要机制，其中更多的细胞死亡。
然后研究人员探讨了他们在危机细胞中阻止自噬的情况。结果是惊人的：没有细胞死亡通过自噬停止它们，细胞不知疲倦地复制。此外，当研究小组观察这些细胞的染色体时，它们融合并变形，表明在癌细胞中发生的严重DNA损伤正在发生，并且揭示自噬是一种重要的早期癌症抑制机制。
最后，研究小组测试了当它们在正常细胞中诱导特定种类的DNA损伤时发生的事情，无论是染色体末端(通过端粒丢失)还是中间区域。端粒丢失的细胞激活自噬，而DNA损伤其他染色体区域的细胞激活细胞凋亡。这表明细胞凋亡不是破坏由于DNA损伤而可能是癌前细胞的唯一机制，并且端粒和自噬之间存在直接的交叉对话。
该研究表明，自噬不是一种促进癌细胞未经批准生长的机制(通过蚕食其他细胞来回收原材料)，而是实际上是防止这种生长的保障。如果没有自噬，那些失去其他安全措施的细胞，如肿瘤抑制基因，就会进入一种无法控制的生长危险状态，猖獗的DNA损伤 - 往往是癌症。(一旦癌症开始，阻断自噬可能仍然是一种“挨饿”肿瘤的有效策略，正如本论文的共同作者Salk教授Reuben Shaw在2015年的研究中发现的那样。)
持有Donald和Darlene Shiley主席的Karlseder补充说：“这项工作令人兴奋，因为它代表了许多全新的发现。我们不知道细胞能否在危机中幸存下来;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如何阻止遗传损伤的积累。这开辟了一个我们渴望追求的全新研究领域。“
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