细胞何时求生、何时停止?氧化还原平衡揭开关键切换
内质网
细胞中制造和整理蛋白质的地方。
氧化还原状态
细胞内部化学变化所处的状态。
细胞凋亡
细胞有秩序地停止并结束生命的过程。
发生了什么
以色列内盖夫本-古里安大学(研究生命科学的大学)的团队,研究了人类细胞在压力下怎样选择继续生存,或者启动有秩序的死亡。论文发表在《Redox Biology》(研究细胞化学反应的科学期刊)上。研究指出,关键不只是压力大小,还包括细胞的氧化还原状态,以及DNAJB12和DNAJB14两种辅助蛋白。
细胞里的应急通道
内质网是细胞中制造和整理许多蛋白质的地方。蛋白质折叠出错或积累时,内质网会承受压力。细胞可以启动内质网到细胞质的信号通路,简称ERCYS。它把一部分蛋白质从内质网移到细胞质,帮助减轻负担,并让这些蛋白质发挥保护作用。
研究发现,ERCYS只在一定的压力范围内最活跃。压力适中时,DNAJB12和DNAJB14里的二硫键(一种维持形状的化学连接)保持稳定。它们能帮助蛋白质离开内质网,也能帮助清除会推动细胞死亡的BIK。
为什么重要
当压力变得很强,或者细胞处在强还原状态时,谷胱甘肽增加。它会改变细胞的化学环境,使DNAJB12和DNAJB14的稳定结构被破坏。两种辅助蛋白随后被细胞分解,ERCYS减弱。BIK便可能积累,并把BAX和BAK招到内质网膜上。
BAX和BAK聚集后,会让内质网膜失去完整性。细胞随之进入细胞凋亡,也就是一种有秩序的细胞死亡。这个结果说明,细胞不是只在压力大时被动损坏。它会根据内部化学状态,先尝试缓解问题;问题超过承受范围后,再转向停止。
这对癌症研究有意义。癌细胞常利用生存通路,适应恶劣环境,也可能因此降低化疗效果。如果能安全削弱这条通路,部分肿瘤细胞或许会更容易被治疗。不过,研究人员还没有证明这已经是一种可用疗法。
已经确认的内容
团队使用了多种人类细胞系,以及不同的药物和生理压力模型。适度压力增强了蛋白质从内质网移出的现象。强压力或强还原状态则明显压低了这种现象。在缺少BAX和BAK的细胞中,替代性的蛋白质移动也受到影响,支持了这两种蛋白在后段通路中的作用。研究还在低氧后重新供氧的心肌细胞模型中观察到相近变化。
还不知道什么
这些结果主要来自培养细胞和实验模型。人体肿瘤内部是否同样依赖DNAJB12和DNAJB14,还需要验证。改变氧化还原状态可能同时影响健康细胞,尤其是心肌细胞。研究人员也不知道,哪些癌症最适合利用这条通路,怎样控制剂量才不会带来新的伤害。
接下来关注什么
下一步可能包括患者来源的肿瘤模型、动物实验,以及寻找能选择性削弱生存通路的药物。研究人员还要测试它和化疗合用时的效果与副作用。眼下,这项发现提供的是一个更清楚的细胞决策图:压力不重时先修复,压力过强时转入有秩序的停止。
细胞也会判断:要修好,还是停下来
📰 完整报道: 细胞何时求生、何时停止?氧化还原平衡揭开关键切换
细胞遇到小麻烦时会自救。麻烦太大时,它会启动有秩序的停止程序。
内质网
细胞中制造和整理蛋白质的地方。
氧化还原平衡
细胞内部化学变化的稳定状态。
细胞凋亡
细胞有秩序地停止工作的过程。
💡 一句话总结
- 细胞遇到小麻烦时,会先努力修理。
- 两种辅助蛋白,帮助细胞减轻压力。
- 麻烦太大时,细胞会启动有秩序的停止。
内盖夫本-古里安大学(以色列的一所研究大学)的团队,观察了受压力的人类细胞。细胞里有内质网。它负责制造和整理蛋白质。
压力不大时,DNAJB12和DNAJB14会帮助一些蛋白质离开内质网。这样,内质网不会太拥挤。细胞也能继续工作。两种蛋白质的稳定,和细胞里的氧化还原平衡有关。这里的平衡,指细胞内部化学变化的状态。
压力太大时,谷胱甘肽会改变这种状态。DNAJB12和DNAJB14失去稳定结构,随后被细胞分解。原来的保护通道变弱。BIK会积累,并让BAX和BAK作用于内质网的膜。膜受到破坏后,细胞会开始细胞凋亡。细胞凋亡,是一种有秩序的细胞死亡。
研究人员在多种人类细胞和心肌细胞模型中,观察到了类似变化。这个发现可能帮助研究癌症。因为一些癌细胞会利用保护通道,躲过治疗。
不过,研究还没有带来新药。科学家还不知道,怎样只影响癌细胞,而不伤害健康细胞。下一步要在更多模型中检查效果和安全性。
细胞也有“先修理,还是停下”的小开关
📰 完整报道: 细胞何时求生、何时停止?氧化还原平衡揭开关键切换
细胞先试着修理麻烦。太难了,就安全地停下来。
内质网
细胞里制造蛋白质的地方。
DNAJB12和DNAJB14
帮助细胞应对麻烦的两种蛋白质。
细胞凋亡
细胞有秩序地停下来。
内盖夫本-古里安大学(以色列的一所大学)的科学家,研究了受压力的细胞。
细胞里有内质网。它像一个小房间,做蛋白质。
DNAJB12和DNAJB14是两个小帮手。麻烦不大时,它们帮助细胞继续工作。
麻烦太大时,小帮手会消失。细胞里的化学状态也会改变。别的蛋白质会让内质网的薄壁出现小孔。
细胞就开始细胞凋亡。细胞凋亡就是,细胞有秩序地停下来。
这项研究还不是新药。科学家还要检查,人的身体里会不会一样。也要确认,帮助治病时,会不会伤到好细胞。