科學家們發現了癌細胞內的一個“主控開關”,其似乎壓制了正常的應激反應,讓癌細胞能夠在通常致命的條件下生存下來。這一機制有可能發揮了至關重要的作用,使得癌細胞能夠在它們快速分裂及代謝超速運轉時承受住巨大的壓力。
發表在12月3日《細胞》(Cell)雜志上的一篇新研究論文詳細描述了這一主控開關,其似乎在肺癌及乳腺癌中發揮了關鍵作用,有可能成為未來抗癌藥物一個有前景的靶點。來自倫敦癌癥研究所的科學家們闡明了,當將正常細胞置于代謝壓力下時,一種叫做Brf2的分子充當化學傳感器及關閉基因活性的機制。這轉而將處于壓力下的正常細胞送上了死路――阻止了它們經歷潛在危險的突變。
研究人員認為,癌細胞可以通過生成更多的Brf2來壓制觸發細胞死亡,使得它們能夠生存下來并累積突變,甚至在它們處于巨大壓力之下時。大家都知道相比正常細胞,癌細胞能夠承受更高水平的代謝或氧化壓力,但直到現在對于它們是如何做到這一點的卻知之甚少。
當倫敦癌癥研究所的科學家們證實,一些癌癥,尤其是肺癌和乳腺癌的Brf2水平增高時,他們對這一蛋白產生了興趣。但當時并不清楚這是偶然的,還是Brf2在癌癥的發展中發揮了至關重要的作用。
研究人員利用X-射線晶體學仔細查看了當Brf-2正在識別特異的DNA序列時它的三維結構。這是激活RNA聚合酶III――開啟細胞中一些必需基因的細胞機器的一個關鍵機制。研究人員發現,蛋白質的結構有一個出乎意料的部分,其被利用來“感知”氧化壓力水平。
通過模擬壓力阻止Brf2與其他的蛋白互作來干擾Brf2結構的這部分,阻止了RNA聚合酶III激活。轉而阻止了一些特異的基因活化,觸發了細胞死亡。研究人員發現,提高Brf2的量使得置于氧化壓力下的癌細胞不大可能死亡,而降低Brf2水平則使得癌細胞更有可能死亡。
一些癌細胞比正常細胞更加依賴Brf2,這使得它成為了抗癌治療一個潛在的新靶點。倫敦癌癥研究所結構生物學研究小組負責人AlessandroVannini博士說:“我們對Brf2產生興趣是因為它以高水平存在于一些癌癥類型,包括乳癌和肺癌中,卻沒有人知道其原因。”
“我們的研究發現讓我們感到很吃驚。它表明,Brf2蛋白是一個代謝細胞壓力感受器,并充當了開啟和關閉基因活性的主控開關,決定了細胞是生是死。”“癌細胞可以在壓力下旺盛生長,我們認為生成更多的Brf2蛋白保護了它們,讓它們存活下來。這不僅使得癌細胞能夠繼續分裂,還提高了它們經受更多癌癥驅動突變的機會。”
倫敦癌癥研究所所長PaulWorkman教授說:“這是一項重要的基礎研究,揭示了一個令人著迷的蛋白的結構和功能,其似乎在癌細胞生存中發揮了至關重要的作用。一些癌細胞看起來比健康細胞更加依賴Brf2蛋白,有可能使其成為未來癌癥治療一個有前景的靶點。”
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