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Nat Commun:科学家有望利用癌细胞中的特殊分子通路开发新型抗癌疗法

2018年10月21日  --日前,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自北海道大学的科学家们通过对高度侵袭性乳腺癌细胞中参与线粒体运动的分子进行研究,发现了一种特殊的通路,其或许能促进这些产生能量的细胞器(线粒体)分散到细胞周围,从而增加癌症的侵袭性。

图片来源:theconversation.com

研究者表示,当该通路被阻断时,线粒体就会在细胞中心聚集,并且开始过量产生,使得活性氧分子(ROS)泄露,成为不稳定的含氧分子;ROS被认为能够增强癌症的侵袭性,但当其处于过量水平时就会诱发癌细胞死亡。众所周知,当不同类型的细胞移动时,线粒体会在细胞质中重新定位,比如它们会聚集在向外来入侵者移动的白细胞的末端,或者聚集在侵袭性癌细胞的前端。细胞表面的整联蛋白能够促进癌症的侵袭性,而研究人员并不清楚其中所涉及的分子机制。

诸如电离辐射等疗法能够增加癌细胞内部ROS分子的产生,从而诱发抗癌效应;但某些癌细胞会产生对ROS的耐受性;研究人员想通过研究调查癌细胞内线粒体的运动方式,以及这些运动方式、整联蛋白、ROS之间的关联。这项研究中,研究人员利用荧光化合物对侵袭性乳腺癌细胞中的多种分子进行标记,随后追踪线粒体的运动方式及ROS的产生,紧接着研究者阻断了参与癌细胞侵袭性发生的关键分子的功能。

研究者发现,一种特殊的分子通路或能促进细胞中名为Arf6-AMP1-PRKD2的整联蛋白的再利用,同时还能促进线粒体的定位,整联蛋白的积累能够导致细胞膜中粘附复合体的形成,最终诱导线粒体转移到细胞周围,干扰上述分子通路则会促进细胞中心的线粒体发生聚集,降低癌细胞的侵袭性。在研究过程中,研究人员通过对线粒体分布的直接修饰发现,线粒体自身的聚集或许会导致过量ROS的产生,从而导致癌细胞死亡。

本文研究结果表明,这种有利于线粒体扩散的通路或许会让癌细胞对试图通过增加活性氧分子产生来杀灭细胞的疗法产生一定地耐受性。据研究者介绍,本文研究揭示了细胞运动和线粒体动态变化之间的一种分子关联,这似乎对于高度侵袭性癌细胞的侵袭活性及对活性氧的耐受性至关重要,本文研究结果有望帮助研究人员开发出新型策略来改善活性氧介导的癌症疗法的治疗效果,比如电离辐射疗法。

原始出处:

Yasuhito Onodera, Jin-Min Nam, Mei Horikawa, et al. Arf6-driven cell invasion is intrinsically linked to TRAK1-mediated mitochondrial anterograde trafficking to avoid oxidative catastropheNature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-05087-7