來(lái)自日本北海道大學(xué)（Hokkaido University）的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了高侵襲性乳腺癌細(xì)胞內(nèi)線粒體運(yùn)動(dòng)并影響侵襲性的相關(guān)分子途徑。研究表明，阻斷這一途徑，可以降低癌癥的侵襲性和對(duì)放射治療的抵抗力。

研究結(jié)果以“Arf6-driven cell invasion is intrinsically linked to TRAK1-mediated mitochondrial anterograde trafficking to avoid oxidative catastrophe”為題發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。

眾所周知，當(dāng)不同類(lèi)型的細(xì)胞移動(dòng)時(shí)，線粒體會(huì)在細(xì)胞質(zhì)中重新定位。例如，它們聚集在白細(xì)胞向外來(lái)入侵者移動(dòng)的尾端，以及癌細(xì)胞入侵的前沿。細(xì)胞表面一種叫做整合素的粘附蛋白，也被認(rèn)為能促進(jìn)癌癥侵襲性。然而，這些運(yùn)動(dòng)背后的機(jī)制尚不完全清楚。

DOI: 10.1038/s41467-018-05087-7

當(dāng)線粒體的分子途徑被阻斷后，線粒體在細(xì)胞中心聚集，在那里它們開(kāi)始產(chǎn)生過(guò)量活性氧(ROS)。ROS可以增強(qiáng)癌癥侵襲性，但過(guò)量會(huì)導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。

研究人員希望研究癌細(xì)胞內(nèi)的線粒體運(yùn)動(dòng)，以及這些運(yùn)動(dòng)、整合素和ROS之間的關(guān)系，所有這些運(yùn)動(dòng)都與癌癥侵襲有關(guān)。

在最新研究中，研究小組用熒光化合物標(biāo)記了浸潤(rùn)性乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的各種分子，以跟蹤線粒體運(yùn)動(dòng)和ROS的產(chǎn)生。然后他們阻斷了已知與入侵有關(guān)的關(guān)鍵分子。

他們發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)整合素循環(huán)的分子途徑——Arf6-AMP1-PRKD2也促進(jìn)線粒體的定位。整合素的積累導(dǎo)致細(xì)胞膜上粘附復(fù)合物的形成，最終誘導(dǎo)線粒體向細(xì)胞邊緣轉(zhuǎn)移。阻斷這一途徑會(huì)導(dǎo)致線粒體在細(xì)胞中心附近聚集，從而降低癌細(xì)胞侵襲性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)還直接修改了線粒體的分布方式，發(fā)現(xiàn)線粒體聚集本身導(dǎo)致了過(guò)量ROS的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。一些治療方法如電離輻射會(huì)增加癌細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，有助于抗癌。但是一些癌細(xì)胞會(huì)對(duì)ROS產(chǎn)生耐受性，從而降低抗癌效果。

這些發(fā)現(xiàn)表明，有利于線粒體擴(kuò)散的途徑使癌細(xì)胞對(duì)試圖通過(guò)增加ROS的產(chǎn)生來(lái)殺死細(xì)胞的治療更具抵抗力。

據(jù)研究人員稱(chēng)，細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和線粒體動(dòng)力學(xué)之間存在新的分子聯(lián)系，這對(duì)于高侵襲性癌癥的侵襲活性和對(duì)活性氧的耐受性都顯得至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)也可能會(huì)帶來(lái)提高ROS介導(dǎo)的癌癥治療效果的新策略。

參考資料：1）Mitochondria come together to kill cancer cells

2）Arf6-driven cell invasion is intrinsically linked to TRAK1-mediated mitochondrial anterograde trafficking to avoid oxidative catastrophe