铁氧反应为科学家提供了肺癌治疗新思路

科技工作者之家 2017-11-27

20171127171153_90a174.jpg

▲胸部X光图片示肺部阴影图片来源: James Heilman, MD/Wikipedia

美国纽约大学珀尔马特癌症中心的研究人员发现,阻断一种关键蛋白质的活性会释放出氧气,进而破坏肺癌和乳腺癌细胞中的铁依赖蛋白,减缓癌症细胞的生长,使它们更容易被杀死。以上研究成果于11月22日发表在Nature杂志上。

人体细胞含有48种蛋白质,它们需依赖于铁和硫的复合物才能发挥作用。由于这种复合物遇氧便分解,所以像肺细胞这种处于富氧环境的细胞必须不断地生成铁硫复合物。肺癌细胞的这种代谢速率则更加迅速。

目前研究表明,肺腺癌细胞会分泌一种称为NFS1的蛋白质,它能从半胱氨酸中提取硫,然后形成铁硫簇,进而使癌细胞在富氧环境中生存。同时还发现,当乳腺癌细胞扩散到肺部时,其自身NFS1含量也会大幅增加,而在乳腺中的癌细胞则不会。

研究的第一作者,纽约大学医学院病理部门的助理教授RichardPossemato博士认为,NFS1为癌细胞在氧气环境中生存提供了保障,因此希望找到方法消灭它。

在基因改造实验中,研究人员使用短发夹RNA逐一地抑制了2752个与细胞代谢相关的基因,其中包括铁和硫相关代谢基因。他们发现许多在富氧环境中必需的基因在低氧环境中却显得无足轻重。值得注意的是,NFS1是细胞在富氧环境下(例如肺部)生存所必需的,对于皮下组织细胞却不是。进一步的研究分析表示,人类肺腺癌细胞中的NFS1含量远远高于其他健康肺部组织。

NFS1对肺癌细胞生存的重要性主要体现在两方面:一方面,如果NFS1的活性不足以跟上富氧导致的铁硫簇破坏速率,癌细胞便会停止生长;另一方面,铁硫簇的数目会成为细胞自身的铁浓度“传感器”,当其数目过低时,细胞会“认为”自身缺铁,然后从分子中释放更多的铁并储存。这种积聚的“游离”铁会导致活性氧(ROS)的生成,进而损伤细胞膜,使细胞死亡,该过程被称为“铁死亡”。

Possemato认为,在未来的抗癌治疗研究中,我们可以结合能阻断NFS1的药物来使癌细胞失去抵抗活性氧的能力,进而提高癌细胞缺铁死亡数量。该方法对肿瘤依然可行。

下一步,科研人员将通过对铁硫簇生成速率的研究来筛选具有阻断NFS1生成的化合物。

科界原创

编译:Coke.Lee  编辑:张梦  程建兰

来源:Https://medicalxpress.com

蛋白质 癌症 铁氧反应 NFS1

推荐资讯