Sci Adv:癌细胞或会通过“自食”过程来保护自身得以生存

2021
07/08

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生物谷
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胞质膜(plasma membrane)能塑造并保护真核细胞不受周围环境的影响,而且其对于细胞的生命至关重要。尽管重新“密封”受伤的膜结构的初始修复机制已经被研究人员阐明,但研究人员并不是非常清楚细胞在时候是如何重组受损的膜结构以恢复细胞平衡的。


近日,一篇发表在国际杂志Science Advances上的研究报告中,来自丹麦癌症协会研究中心等机构的科学家们通过研究发现,为了在危及生命的伤害中存活下来,癌细胞会使用一种特殊的技术,即吃掉癌细胞周围部分膜结构来在损伤中存活下来。


图片来源:https://advances.sciencemag.org/content/7/27/eabg1969


癌细胞的膜结构是本文最新研究的焦点,其能展现出一种全新的方式,从而使得癌细胞能够修复杀灭它们的损伤,在正常细胞和癌细胞中,细胞膜都充当了细胞皮肤的角色,而对膜的损伤可能会危及到细胞的生命。


细胞的内部是流动的,如果膜上有一个洞,细胞就会漂浮出来并发生死亡。因此,细胞就必须迅速修复其细胞膜的损伤。如今研究人员发现,癌细胞能利用一种名为巨胞饮(macropinocytosis)的内吞形式--该技术是细胞在其它情况下使用的一种工具,包括癌细胞将完整的细胞膜拉入受损区域并在几分钟内封堵住小孔结构,接下来,细胞膜的受损部位就会被分离成小球体,并被运送到细胞的溶酶体中进行分解。


在实验室中,研究人员利用一种激光来损伤癌细胞的膜结构,这种激光能在膜上射出一个小孔并会触发巨胞饮过程。本文中,研究人员就想观察是否这一过程会被一种能阻断小膜球状结构形成的物质所抑制,从而就会使得癌细胞不再修复这种损伤且会死亡。


研究者Jesper Nylandsted说道,我们的研究提供了癌细胞存活机制的基本知识,在实验中我们还发现,如果上述过程被抑制,癌细胞就会死亡。这同时也阐明了巨胞饮过程或许能作为未来开发新型癌症疗法的一个靶点。


激光损伤导致质膜修复区周围形成ATG7依赖性的lc3阳性囊泡。

图片来源:Stine Lauritzen Sønder, et al. Science Advances (2021). DOI:10.1126/sciadv.abg1969


此前研究结果揭示了癌细胞如何利用另一种技术来修复细胞膜,即通过绑住受损部位,就好像蜥蜴甩尾巴一样。然而实验结果表明,尤其是侵袭性的癌细胞,会利用巨胞饮过程,这或许是由于当受损的膜结构在溶酶体中被降解时,癌细胞就有机会重新利用受损的膜结构。


尽管研究人员已经发表了他们的研究结果,但这项研究工作还没有结束,研究者指出,我们将会继续工作并调查癌细胞如何支持这些膜结构的,特别是与巨胞饮作用有关,而观察细胞膜被关闭后的情况也非常有趣。研究者认为,对膜进行第一次修补或许会有点粗糙,之后他们将会对膜进行更仔细地修复,这或许就是癌细胞的另一个弱点,也是研究人员想要仔细研究的东西。


综上,本文研究中,研究人提出了一种巨胞饮和非典型自噬作用相结合的形式,研究者将其称之为LC3相关的巨胞饮作用(LAM),其功能是从细胞质膜上移除受损的材料,并在损伤后恢复膜的完整性。


原始出处:

Stine Lauritzen Sønder, Swantje Christin Häger, Anne Sofie Busk Heitmann, et al. Restructuring of the plasma membrane upon damage by LC3-associated macropinocytosis, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abg1969


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关键词:
癌细胞,细胞膜,生存,保护,巨胞,损伤

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