賓夕法尼亞大學佩雷??爾曼醫(yī)學院的研究人員 本周在《細胞報告》上發(fā)表的一篇文章稱，抑制鈣離子轉(zhuǎn)移到細胞動力室對癌細胞特別有毒。
“這表明線粒體對鈣的成癮是癌細胞的一個新特征，”資深作者、生理學系主任凱文·福斯克特博士說。“癌細胞的生存對鈣轉(zhuǎn)移至線粒體的這種意外依賴性感到驚訝。”這些發(fā)現(xiàn)提出了抗癌藥物的全新靶標。
特殊蛋白質(zhì)，簡稱 IP3R，是鈣離子通道的常見家族，跨越內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (ER) 膜，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是每個細胞內(nèi)參與制造蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的小管網(wǎng)絡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的鈣離子通過該通道釋放并調(diào)節(jié)許多細胞功能，包括細胞代謝。這主要是通過向線粒體提供鈣來刺激 ATP 的產(chǎn)生來為細胞功能提供動力來實現(xiàn)的。
體內(nèi)大多數(shù)健康細胞依靠稱為氧化磷酸化的復雜過程來產(chǎn)生 ATP。了解細胞線粒體(能量庫)如何產(chǎn)生 ATP 對于理解正常細胞代謝非常重要，這將有助于深入了解細胞代謝異常(如癌癥)。
Foskett 實驗室在 2010 年的《Cell》文章中表明，調(diào)節(jié) ATP 的基本控制系統(tǒng)是鈣離子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)持續(xù)穿梭到線粒體，這可以在多種細胞類型中維持正常的 ATP 水平。他們還發(fā)現(xiàn)，在沒有這種鈣離子轉(zhuǎn)移的情況下，ATP 水平會下降，并且會誘導一種稱為自噬(字面意思是自我吞噬)的過程，從而使細胞能夠生存。
在研究小組檢查的所有細胞類型中，抑制線粒體對鈣離子的攝取會引發(fā)生物能危機，從而以一種讓人想起營養(yǎng)饑餓的方式重新編程細胞的新陳代謝，盡管細胞具有營養(yǎng)可用性和攝取能力。癌細胞的一個標志是重新編程自己的新陳代謝，即使有營養(yǎng)物質(zhì)可以提供癌細胞大量分裂和生長所需的構建模塊。因此，所有主要的腫瘤抑制基因和癌基因都與代謝途徑有關。
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