科学家发现细胞的“燃油量表”如何促进健康发展

索尔克科学家揭示了细胞如何“燃油量表”负责监督和管理细胞的能量在发展过程也有一个意想不到的作用。这个关键链接可以帮助研究人员更好地理解癌症和糖尿病的途径。

这种细胞燃料表蛋白质复合体叫AMPK负责能量的输入和输出保持细胞的平稳运行。如果AMPK汽车传感器,例如,它能指示当气体或降低空调来节约能源。类似地,如果细胞的燃料supply-nutrients-is稀缺,AMPK减慢新陈代谢细胞生长和变化。以前,索尔克鲁本肖教授发现,AMPK可以阻止肿瘤的飞速发展的新陈代谢,以及恢复正常功能在糖尿病患者肝脏和其他组织。

AMPK“即使有极大的兴趣与糖尿病和癌症有关,老实说没有知道这个燃料如何衡量过程变化在不同的细胞群在开发期间,“肖说,资深作者威廉·r·布罗迪工作和持有人的椅子上。除了提供新的见解干细胞疗法,2016年3月发表在工作基因与发展,也可以帮助改进癌症治疗。

”开始,我们使用CRISPR技术编辑两个胚胎干细胞的AMPK途径的重要组成部分细胞内森说,“年轻,索尔克研究助理,这篇论文的第一作者。“刚开始的时候,我们没有看到任何差异,但事情变得有趣,当我们促使细胞分化。”

通常,胚胎干细胞有能力创造更多属于三大集团之一的特殊细胞称为胚芽层内胚层、外胚层和mesoderm-that可以最终发展为所有不同细胞类型的有机体。然而,细胞没有功能AMPK途径未能有效地使内胚层(有机体最里面的一层),而使太多的外胚层(层会变成皮肤)。

“这些细胞不能做出正确的选择,”肖说道。“这是第一个倾向,这种代谢途径告诉细胞成为什么样的专业组织。”

是什么值得注意的是,据研究人员介绍,近看时是AMPK-deficient细胞的基因表达模式。他们发现,大量的抑制基因与一个特定的细胞结构:溶酶体。这个至关重要的独立的细胞器包含腐蚀性酶降解细胞材料重用组件(垃圾处理和回收中心的细胞。

这种损失的溶酶体,研究人员发现,是由于失去一个名为Tfeb的转录因子,使溶酶体的表达基因在饥饿的时期。通过引入Tfeb到不正常的细胞,团队能够恢复正常的发育和分化。

“这是认为溶酶体和AMPK是否有联系,但没有人梦见你会得到不溶酶体如果你没有这种燃油量表,”肖说道。“连接AMPK途径溶酶体引出了一个问题:这个途径是抗癌通路的一部分。”

目前,溶酶体抑制剂在几十个临床试验乳腺癌、肺癌、胰腺癌和脑癌,尽管确切的溶酶体和肿瘤之间的联系并不理解。“我们正在解码这些潜在的连接可能指示何时以及如何抗癌药物可能是有用的,”肖说道。”这项工作也可以帮助做出更好的、更具体的方法针对溶酶体在癌症。”