賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院的研究人員 本周在《細(xì)胞報(bào)告》上發(fā)表的一篇文章稱，抑制鈣離子轉(zhuǎn)移到細(xì)胞動(dòng)力室對(duì)癌細(xì)胞特別有毒。
“這表明線粒體對(duì)鈣的成癮是癌細(xì)胞的一個(gè)新特征，”資深作者、生理學(xué)系主任凱文·福斯克特博士說。“癌細(xì)胞的生存對(duì)鈣轉(zhuǎn)移至線粒體的這種意外依賴性感到驚訝。”這些發(fā)現(xiàn)提出了抗癌藥物的全新靶標(biāo)。
特殊蛋白質(zhì)，簡(jiǎn)稱 IP3R，是鈣離子通道的常見家族，跨越內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (ER) 膜，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是每個(gè)細(xì)胞內(nèi)參與制造蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的小管網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的鈣離子通過該通道釋放并調(diào)節(jié)許多細(xì)胞功能，包括細(xì)胞代謝。這主要是通過向線粒體提供鈣來刺激 ATP 的產(chǎn)生來為細(xì)胞功能提供動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)的。
體內(nèi)大多數(shù)健康細(xì)胞依靠稱為氧化磷酸化的復(fù)雜過程來產(chǎn)生 ATP。了解細(xì)胞線粒體(能量庫)如何產(chǎn)生 ATP 對(duì)于理解正常細(xì)胞代謝非常重要，這將有助于深入了解細(xì)胞代謝異常(如癌癥)。
Foskett 實(shí)驗(yàn)室在 2010 年的《Cell》文章中表明，調(diào)節(jié) ATP 的基本控制系統(tǒng)是鈣離子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)持續(xù)穿梭到線粒體，這可以在多種細(xì)胞類型中維持正常的 ATP 水平。他們還發(fā)現(xiàn)，在沒有這種鈣離子轉(zhuǎn)移的情況下，ATP 水平會(huì)下降，并且會(huì)誘導(dǎo)一種稱為自噬(字面意思是自我吞噬)的過程，從而使細(xì)胞能夠生存。
在研究小組檢查的所有細(xì)胞類型中，抑制線粒體對(duì)鈣離子的攝取會(huì)引發(fā)生物能危機(jī)，從而以一種讓人想起營養(yǎng)饑餓的方式重新編程細(xì)胞的新陳代謝，盡管細(xì)胞具有營養(yǎng)可用性和攝取能力。癌細(xì)胞的一個(gè)標(biāo)志是重新編程自己的新陳代謝，即使有營養(yǎng)物質(zhì)可以提供癌細(xì)胞大量分裂和生長(zhǎng)所需的構(gòu)建模塊。因此，所有主要的腫瘤抑制基因和癌基因都與代謝途徑有關(guān)。
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