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線粒體如何促進腫瘤細胞擴散?

日期:2016-07-11 09:17:33

 作為細胞的動力室,線粒體對于每一個生物體都十分關鍵,因為它們能夠產生能量,同時也控制生存,但是,它們在癌癥中的功能仍然不完全清楚。這是特別重要的,因為,在一般情況下,腫瘤細胞增殖速度超過正常組織,科學家們推測,保存線粒體功能的機制,是支持腫瘤擴張的原因。

 

現在,美國Wistar研究所的科學家們發現,腫瘤細胞中的線粒體內有一種特殊的蛋白質網絡,對于維持線粒體的清潔功能是必不可少的,不僅可以使腫瘤細胞擴散,而且也使它們能夠移動和侵襲到遠端的器官。通過了解參與其中的因素,Wistar的科學家們能夠關閉該網絡內的單個亞基,大大降低了癌細胞生長和擴散的能力,從而表明這是一個有吸引力的新治療靶點。該研究結果發表在《PLoS Biology》雜志上。

 

這項研究的負責人、Wistar研究所的總裁兼首席執行官、Wistar研究所癌癥中心主任Dario C. Altieri教授指出:“這是‘腫瘤如何能快速使自己適應于應付自身較高的生物合成需要’的一個例子。線粒體對于‘腫瘤處理生長和傳播所需的能量’這種能力,發揮了至關重要的作用,因此,確定腫瘤如何維持線粒體的功能,并利用它來支持異常的細胞增殖和轉移擴散,可能會為各種各樣的癌癥確定新的治療靶點。”

 

之前的研究提供證據表明,控制蛋白質折疊和穩定性(或蛋白質內穩態)的能力,對于減少細胞應激是非常重要的。而且眾所周知,腫瘤可劫持對它們有利的蛋白質內穩態機制,但這在線粒體中是如何發生的,在很大程度上仍然是未知的。Wistar科學家描述的這個網絡揭開了這個問題的謎底,并證實了其在腫瘤發展中的重要作用。特別是,這個網絡的一個組分——ClpP,被發現在原發性和轉移性肝癌中是普遍過度表達的,并與患者的生存期縮短相關。在這項研究中,科學家們在乳腺癌、前列腺癌、結腸癌和肺癌以及黑色素瘤和淋巴瘤中,確定了這個亞基的表達。

 

這項研究的第一作者、Wistar研究所Altieri實驗室博士后Jae Ho Seo表示:“靶定參與線粒體功能的途徑,引起了科學家的極大興趣,我們已經確定了一條這樣的途徑,可為多種癌癥提供了一個‘成藥性’的靶標。其他研究表明,在臨床前模型中靶定線粒體蛋白是可行的,所以,破壞我們在這項研究中所確定的網絡,可能會關閉導致腫瘤進展的關鍵過程。”

 

線粒體在腫瘤中發揮了重要的作用,科學家們也對此進行了不懈的研究。20147月,天主教魯汶大學(UCL)實驗和臨床研究所(IRECPierre Sonveaux教授研究小組開展了一項工作,成功地確定了一個藥類化合物家族,它們能夠阻止腫瘤轉移的出現。研究人員通過研究腫瘤細胞中的線粒體,實現了這一目標。線粒體被認為是細胞的“發電站”。但是UCL研究人員在腫瘤細胞中觀察到,當線粒體的功能被改變時,它們就可以促進細胞的遷移,從而導致腫瘤轉移的形成。

 

20153月在著名國際學術期刊《FASEB Journal》發表的一項最新研究表明,由一個叫做“波形蛋白”(或VIF)的蛋白質形成的中間絲,可有效地使癌細胞中的線粒體免受任何破壞細胞的嘗試。

 

20157月,賓夕法尼亞大學的研究人員表明,細胞的能量生產中心——線粒體的缺陷,在正常細胞到癌細胞的過渡過程中起著關鍵作用。當科學家破壞了線粒體的一個重要組成部分后,正常細胞就呈現出癌細胞的特性。相關研究結果發表在七月六日的腫瘤學專業國際頂尖學術期刊《Oncogene》。

 


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