2020年9月11日

喂融合或肿瘤细胞的永生化

由奥地利科学院的IMBA-分子生物技术研究所

全世界，癌症是仅在2018年死亡的第二个主要原因，它声称约960万人生命，或六人死亡。癌症的发展是令人难以置信的复杂性，并且通过各种因素的相互作用来控制，才能清楚的是，大多数人类癌症如宫颈，胃肠和乳房等，源自成人干细胞变得令人讨厌。这些成体干细胞存在于许多器官中，在那里它们提供持续的细胞供应来替代旧和死细胞。识别如何摆脱他们的法规如何摆脱这些行动紧密监管的干细胞的机制是科学界内的重要课题，包括IMBA的Knoblich实验室。

肿瘤发生中的一个关键步骤是驱动肿瘤细胞引发的力学，这使其命运成为肿瘤率。到目前为止，它们主要通过研究肿瘤抑制基因Myc，p53或kras来研究基因调控水平。代谢变化在内肿瘤细胞是一个众所周知的特征，但是这些是一种后果还是肿瘤细胞永生化的原因仍未知，因此来自Knoblich团队的最新出版物的重点。

研究人员选择了果蝇果蝇黑素转胶作为肿瘤模型 - 这一成立又有一些非常规的模型生物在肿瘤研究中具有悠久的历史，肿瘤抑制基因的突变发现追溯到20世纪70年代的突变。然后可以将这种简单模型生物的学习用作有力的工具作为进一步研究人类基因的基础。在果蝇中，科学家们在肿瘤启动时可视于精确的时间点细胞由于它们的高复杂性，变得不朽和操纵过程 - 遗传上 - 哺乳动物肿瘤中不容易完成的壮举。

“我们使用了一种果蝇神经干细胞（NSCs）肿瘤模型，其被称为Brat的众所周知的肿瘤抑制剂的耗尽诱导。通过使用该模型，我们研究了代谢是否在Brat肿瘤细胞永生中发挥着积极作用。我们在果蝇的发现将被用作后续研究人体细胞的基础，并为人类癌症的机制研究奠定基础，“朱根·克劳希（IMBA Group Sender and Scientific Director）解释道。

实际上，研究人员发现Brat肿瘤与正常大脑相比具有较高的氧气消耗率。这被证明是非常令人惊讶的发现，因为肿瘤被广泛认为是糖酵解的糖尿病。

在额外的令人兴奋的发现中，来自Knoblich的团队的科学家发现，氧化代谢是线粒体氧依赖性生物能量途径，在肿瘤细胞永生化中起着关键作用。“我们注意到，在肿瘤开始期间，线粒体膜被融合。线粒体形态的这种激烈变化导致效率的增加氧化磷酸化据解释了为什么我们发现NAD +和NADH水平增加，生物能器学中涉及的两个关键分子，“克朗·邦纳，在Knoblich Lab和第一个研究作者中解释道。

通过额外的实验，科学家们表明，在果蝇脑中，它确实是由线粒体融合介导的氧化性磷酸化和NADH / NAD +代谢的增加，这对于肿瘤引发细胞成为不朽的绝对必要的。

“我们的研究结果推翻了关于这些肿瘤的生物学的概念，并开辟了一系列令人兴奋的后续问题，包括我们刚刚在果蝇中发现的机制是否适用于哺乳动物肿瘤。我们也努力回答的问题是，NADH / NAD +新陈代谢有利于如何究验瘤细胞永生化，它通过信号传导或通过表观遗传变化来实现这一目标吗？我们很激动到这一领域的工作，“Knoblich说。