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讓癌細胞自己餓死自己,科學家找到腫瘤新方法|Science
肉屬於什麼組織
詹士 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
「讓癌細胞自己餓死自己!」
這是一個德國研究團隊提出的新治療思路。
該研究團隊稱,他們發現一種未表徵基因,倘若去掉它,癌細胞將無法從蛋白質獲取能量,造成營養匱乏,難以繼續增殖。
目前該成果已被
Science
收錄並首次發表。有媒體評價,該項工作打開了癌症治療的新大門。
具體啥情況?往下看。
找到癌細胞的「吃飯家伙」
要想「餓死」癌細胞,科學家先從「吃飯」下手研究。
癌細胞由於常處於營養缺乏的微環境中,其能量和蛋白質大多透過一種稱為
巨胞飲作用(macropinocytosis)
的機制來獲取。
所謂巨胞飲作用,指的是:
細胞在被營養因子等刺激後,細胞質膜發生褶皺,不加選擇地包裹大量外營養物質和液相大分子,再運送到溶酶體中降解的過程。
△ 細胞獲取營養的不同方式
德國研究團隊們認為,一種
溶酶體酶轉運因子(簡寫LYSET)
,是控制癌細胞巨胞飲作用的關鍵,相當於腫瘤細胞的吃飯家伙。
為了驗證上述觀點,科學家從人和小鼠身上提取了數種不同的癌細胞以及胚胎成纖維細胞(MEF),透過溶酶體離心分離的方式,對部分樣本敲除LYSET處理,再放入培養皿中觀察細胞發育增殖狀況。
研究者以一種胰腺癌細胞為例,敲除LYSET後,發現細胞在缺乏白蛋白亮氨酸環境下無法增殖。
接著,他們擴大了實驗範圍。
在包含結腸癌、肺癌、膀胱癌、小鼠胚胎成纖維細胞(MEF)上,研究者進行相同操作,與之一致的是,在缺乏亮氨酸培養基中,LYSET的缺乏嚴重抑制了所有癌細胞的增殖與活力。
△藍色為實驗組,灰色為對照組
為進一步研究LYSET作用,研究者又將用熒游標記牛血清蛋白,將敲除LYSET細胞及對照組放入培養,結果發現熒光色也無法被實驗組細胞吸收。
同時,科學家還研究了細胞酶的活性。
相比對照組,去掉LYSET的細胞內的組織蛋白酶B、組織蛋白酶L、β-半乳糖苷酶、α-甘露糖苷酶的活性均很低。
尤其在前兩種組織蛋白酶上,去掉LYSET的癌細胞活性與加入蛋白酶抑制劑的對照組已經非常接近。
也就是說,缺乏LYSET下,細胞內上述幾種酶很難發揮作用。
為進一步研究LYSET對巨胞飲作用的影響,科學家還觀察了缺失該物質下細胞內部蛋白消化狀況——
能明顯看出,缺乏LYSET的細胞內部有
消化不完全
情況。
值得一提的是,另一種物質GNPTAB缺失也導致同樣情況,研究者認為,該物質與LYSET均是癌細胞開啟巨胞飲作用的關鍵。
此外,研究者也發現,在營養豐富的條件下,LYSET缺失對癌細胞增殖影響不大,考慮到腫瘤生長時,體內環境往往難以提供足夠營養,它仍需要LYSET——
因此,研究團隊認為該成果對相關腫瘤的抑制與治療仍十分有價值。
目前,網上已有其他研究者關注到此成果,
有人讚賞Incredible。
團隊介紹
介紹下上述成果的幕後研究者。
一作Catarina Pechincha,在德國癌症研究中心(DKFZ)讀博士,2015年畢業於葡萄牙科英布拉大學藥學院生物分析科學專業。
二作Sven Groessl,同樣來自德國癌症研究中心(DKFZ)。
第三作者Robert Kalis,來自奧地利,在維也納分子病理學研究所工作。
參考連結:
[1]https://interestingengineering。com/health/protein-eating-cancer-cells-can-be-made-to-starve-themselves-research-is-showing
[2]https://www。science。org/doi/10。1126/science。abn5637
[3]https://www。dkfz。de/en/presse/pressemitteilungen/2022/dkfz-pm-22-48-Breaking-down-proteins-How-starving-cancer-cells-switch-food-sources。php
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