線粒體作為細胞的能量工廠經(jīng)常在癌癥,衰老,神經(jīng)退行性疾病和心臟疾病中發(fā)生異常。線粒體發(fā)生的變化是否與癌癥擴散存在真正聯(lián)系一直存在爭議。
線粒體功能與細胞核內(nèi)基因表達存在關(guān)聯(lián) 在一項發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Cell Discovery上的最新研究中,來自賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)線粒體借助一個新機制影響細胞核內(nèi)與腫瘤進展相關(guān)的基因表達。參與該機制的一種蛋白能夠響應(yīng)線粒體氧化或代謝應(yīng)激,進而影響表觀遺傳過程。利用化合物阻斷這種相互作用,就可以降低癌基因的表達。 “我們的研究證明線粒體功能與細胞核內(nèi)基因表達存在關(guān)聯(lián),”Narayan Avadhani教授這樣說道。“我們知道這種信號對癌癥進展的早期階段有直接作用,參與其中的蛋白會是阻斷這條信號甚至阻斷癌癥進展的好靶點。” Avadhani的研究小組已經(jīng)發(fā)表了一些文章提出證據(jù)表明減少線粒體數(shù)目或破壞線粒體功能會促進癌癥發(fā)展,他們認為線粒體會觸發(fā)一個應(yīng)激信號向細胞核發(fā)出預(yù)警。 研究人員將他們的注意力放在hnRNPA2蛋白上,他們之前曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)該蛋白能夠應(yīng)答線粒體應(yīng)激,也與細胞核內(nèi)DNA有密切關(guān)聯(lián)。hnRNPA2是一個RNA結(jié)合蛋白,最近被證明參與癌癥進展。 研究人員在降低了線粒體數(shù)目的細胞內(nèi)改變hnRNPA2活性,進一步研究該蛋白在線粒體-細胞核交流過程中發(fā)揮的作用。他們發(fā)現(xiàn)hnRNPA2能夠激活細胞核內(nèi)應(yīng)激相關(guān)基因的啟動子。進一步研究揭示hnRNPA2能夠通過在組蛋白上添加乙酰輔酶A 基團(乙酰化)開啟基因的表達。組蛋白的乙酰化修飾能夠幫助解開緊密包裝的染色質(zhì),讓轉(zhuǎn)錄過程進行得更加容易。 除了激活應(yīng)激相關(guān)基因維持生長和細胞永生,腫瘤細胞還會激活端粒酶確保細胞端粒始終處于合適長度。研究人員發(fā)現(xiàn)雖然在線粒體數(shù)目減少的細胞內(nèi)端粒酶表達水平會出現(xiàn)增加,阻斷hnRNPA2表達能夠逆轉(zhuǎn)這種情況。 研究人員還進一步證實了這個蛋白如何作為乙酰轉(zhuǎn)移酶發(fā)揮乙酰化作用,突變其中幾個重要位點該蛋白的乙酰轉(zhuǎn)移酶活性會大大受到影響。 最后為了檢驗hnRNPA2與腫瘤進展之間的關(guān)聯(lián),研究人員發(fā)現(xiàn)雖然線粒體數(shù)目減少的細胞侵襲能力更強,但是表達突變hnRNPA2的細胞卻缺少了這種能力。 研究人員希望未來能夠開發(fā)一些小分子阻斷hnRNPA2的催化活性,看是否能夠阻止癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。
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