▎要明康德内容团队编辑
癌细胞究竟为什么有着如此强大的侵袭新?当你体验一下癌细胞的日常,或许就能有所体会。
假设你是一枚癌细胞,周围也有很多的癌细胞邻居。一开始环境确实优渥,大家享受着源源不断的食物。由于这种饭来张口的日子过得太好,部落发展的速度那叫一个快,不仅新生人口多,寿命还特别长。
慢慢地,癌细胞部落逐渐比周围的正常部落大了太多,社区开始拥挤得不像话,每天还得抢着吃饭,周围有些不满的邻居开始怂恿你一起搬家。
图片来源:123RF
你下定决心要跑路了,但是前路漫漫,你也不知道要漂泊多久,口粮补给可得做好,要是跑到一半累了可能丢了小命。
你看了看自己的发动机,决定给它来个翻新升级,更新换代之后,发动机效率和功能提升了数倍,这下万事俱备,可以即刻TUO离原有基地了。
这就是《自然》最新研究发现的癌细胞转移会发生的场景,而描述中对应的发动机就是细胞中一个个线粒体。德国癌症研究中心的科学家发现,当癌细胞计划侵袭扩散时,它们线粒体的RNA会被修饰,从而帮助它们完成转移任务。
癌细胞之所以这么做,还是因为两个字:“能量”。癌细胞转移其实是一个非常耗能的过程,它们非常依赖线粒体来实现能量供给。
而线粒体不仅可以产能,它还有着自己特有的遗传物质,这些基因可以用于生成能量生产时呼吸链所需的蛋白。
当然,这一过程仍然遵循着中心法则,转运RNA(tRNA)需要根据密码子来运送对应的氨基酸,最后合成一条完整的肽链,最后变成呼吸链中可用的蛋白。
而这一过程恰好被癌细胞盯上了。
研究团队就发现癌细胞线粒体的tRNA上多了一点点修饰,5-甲基胞嘧啶(m5C),这是胞嘧啶甲基化的形式,原本也是基因调控的一种手段。
▲检测线粒体tRNA中的m5C和5-醛基胞嘧啶(f5C)(图片来源:参考资料[3])
而出现在线粒体中时,会让基因表达水平发生改变,它们呼吸链上的组分因此也大大增加,进一步提升了这条产能流水线的功率,更多ATP的出现也让癌细胞活力满满。
这种修饰是癌细胞发生转移所需的重要条件,拥有更多的ATP会促进癌细胞从肿瘤团块上分离,成为游离的癌细胞。
如果癌细胞缺乏m5C,那么它们只能退而求其次选择糖酵解作为产能途径,这种供能水平远远不足以支撑癌细胞发生转移。
在研究者后续的分析中,他们也确定了可能造成m5C大量发生的罪魁祸首,甲基转移酶NSUN3。当作者设法关闭NSUN3的表达,线粒体tRNA的m5C修饰也减少了,与此同时,癌细胞的侵袭新也显著降低。
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值得关注的是,这一现象在真实世界中同样存在,根据研究者对头颈癌患者的数据分析,细胞层面NSUN3和m5C水平升高可以作为淋巴结转移的预测标志,并且这些患者的进展和预后也可能会更差。
当然,有了这一发现意味着我们可能又多了一条抵御癌细胞的方法。根据研究者介绍,目前已经有一些要物能够抑制线粒体蛋白合成,而对其他蛋白没有什么影响。这些要物很可能可以模拟关闭NSUN3的功能。
而氯霉素或强力霉素也被发现可以减少癌细胞的侵袭新扩散过程。“抑制NSUN3是减缓癌转移的潜力方向,当然我们要尽量减少线粒体蛋白合成受阻的副作用,”研究的主要作者Michaela Frye博士表示。
双喜临门,最新一期《自然》中另一篇报道也提到了阻止癌细胞转移的可能机制,英国癌症研究所的科学家发现一种名为GREM1的蛋白能够保证胰腺癌细胞维持在较为稳定的类型。
一旦某些基因影响发生,GREM1表达受损后,癌细胞会迅速转变形状,获得全新特新,变成更具侵袭新的癌细胞类型。这样的转变足够让癌细胞迁徙到身体的其他部位。
该项研究同样提出提升GREM1水平可以成为一种逆转癌症侵袭新转变的方法,可以让癌症危险新下降。
这些发现再一次为我们迎来全新的抗肿瘤疗法带来了曙光,也希望它们能早日走上临床,真正造福癌症患者。
参考资料:
[1] RNA modifications in mitochondria promote invasive spread of cancer. Retrieved June 29, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/957286
[2] Scientists discover mechanism controlling spread of pancreatic cancer. Retrieved June 29, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/957291
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