匹茲堡，2019年8月26日——UPMC希爾曼癌癥中心的研究人員提供了第一個具體的證據(jù)，表明患病的線粒體會污染細(xì)胞，因此它們應(yīng)該供電。
這篇發(fā)表在本周《美國國家科學(xué)院院刊》上的論文，涉及到一個因果實(shí)驗(yàn)，它啟動了線粒體鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，對細(xì)胞造成了嚴(yán)重的損傷，直到基因水平。
“我喜歡稱之為‘切爾諾貝利效應(yīng)’——你已經(jīng)啟動了反應(yīng)堆，現(xiàn)在卻無法關(guān)閉它，”資深作者、藥理學(xué)和化學(xué)生物學(xué)教授班尼特范豪滕博士說。匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院和UPMC希爾曼癌癥中心?！澳阌羞@臺清潔燃燒的機(jī)器，現(xiàn)在正在瘋狂地污染，污染反饋，破壞電子傳輸功能。這是一個惡性循環(huán)?！?
Houten的團(tuán)隊(duì)使用了卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Marcel Bruchez博士發(fā)明的一種新技術(shù)，當(dāng)暴露在光線下時，會在線粒體中產(chǎn)生有害的活性氧——單線態(tài)氧。
“那是切爾諾貝利，”范霍滕說。“一旦你關(guān)燈，就不會有單線態(tài)氧，但你已經(jīng)破壞了電子運(yùn)輸鏈，所以48小時后，線粒體仍在泄漏活性氧——但細(xì)胞并沒有死亡，它們只是坐在那里爆發(fā)。”
此時，細(xì)胞核被自由基擊中。它會收縮和扭曲。細(xì)胞停止分裂。然而，DNA似乎完好無損。
換句話說，直到研究人員開始研究端粒，即每個染色體末端的保護(hù)帽，端粒才能繼續(xù)復(fù)制和補(bǔ)充。端粒非常小，因此僅限于端粒的DNA損傷可能不會像研究人員迄今為止使用的那樣出現(xiàn)在全基因組測試中。
合著者、皮特公共衛(wèi)生研究生院環(huán)境與職業(yè)健康教授帕特里夏奧普雷斯科博士和UPMC希爾曼說：“如果你把染色體想象成一輛汽車，端粒將是它車牌的寬度。
因此，為了觀察線粒體融化的遺傳效應(yīng)，研究人員不得不使用熒光標(biāo)簽來照亮那些微小的端帽，他們發(fā)現(xiàn)了端粒脆弱和斷裂的明顯跡象。
然后，在關(guān)鍵步驟中，研究人員在線粒體失活的細(xì)胞上重復(fù)了整個實(shí)驗(yàn)。線粒體并沒有使反應(yīng)永久化，細(xì)胞內(nèi)也沒有自由基的積累和端粒的損傷。
“基本上，我們在有機(jī)會造成任何損害之前就關(guān)閉了機(jī)器，”范霍頓說。
Van Houten提出，這些結(jié)果可用于改善光動力癌癥治療，包括用通過光纜傳輸?shù)幕钚匝蹀Z擊實(shí)體腫瘤。
他的團(tuán)隊(duì)在這些實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的一件事是，抑制自動取款機(jī)(一種發(fā)出脫氧核糖核酸損傷信號的蛋白質(zhì))會放大從線粒體排出的活性氧的破壞性影響。細(xì)胞不僅萎縮，而且死亡。
Van Houten說，通過將光動力療法與ATM抑制相結(jié)合，有可能設(shè)計(jì)出一種能夠有效殺死癌細(xì)胞的系統(tǒng)。
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