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线粒体使肿瘤细胞扩散并使它们移动和侵袭到远端的器官

来源/作者:Genelibs   发表时间:July 11, 2016, 10:36 a.m.   文章热度:1455   


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  现在,美国Wistar研究所的科学家们发现,肿瘤细胞中的线粒体内有一种特殊的蛋白质网络,对于维持线粒体的清洁功能是必不可少的,不仅可以使肿瘤 细胞扩散,而且也使它们能够移动和侵袭到远端的器官。

      作为细胞的动力室,线粒体对于每一个生物体都十分关键,因为它们能够产生能量,同时也控制生存,但是,它们在癌症中的功能仍然不完全清楚。这是特别重要的,因为,在一般情况下,肿瘤细胞增殖速度超过正常组织,科学家们推测,保存线粒体功能的机制,是支持肿瘤扩张的原因。

       现在,美国Wistar研究所的科学家们发现,肿瘤细胞中的线粒体内有一种特殊的蛋白质网络,对于维持线粒体的清洁功能是必不可少的,不仅可以使肿 瘤细胞扩散,而且也使它们能够移动和侵袭到远端的器官。通过了解参与其中的因素,Wistar的科学家们能够关闭该网络内的单个亚基,大大降低了癌细胞生 长和扩散的能力,从而表明这是一个有吸引力的新治疗靶点。

       这项研究的负责人、Wistar研究所的总裁兼首席执行官、Wistar研究所癌症中心主任Dario C. Altieri教授指出:“这是‘肿瘤如何能快速使自己适应于应付自身较高的生物合成需要’的一个例子。线粒体对于‘肿瘤处理生长和传播所需的能量’这种 能力,发挥了至关重要的作用,因此,确定肿瘤如何维持线粒体的功能,并利用它来支持异常的细胞增殖和转移扩散,可能会为各种各样的癌症确定新的治疗靶 点。”

       之前的研究提供证据表明,控制蛋白质折叠和稳定性(或蛋白质内稳态) 的能力,对于减少细胞应激是非常重要的。而且众所周知,肿瘤可劫持对它们有利的蛋白质内稳态机制,但这在线粒体中是如何发生的,在很大程度上仍然是未知 的。Wistar科学家描述的这个网络揭开了这个问题的谜底,并证实了其在肿瘤发展中的重要作用。特别是,这个网络的一个组分——ClpP,被发现在原发性和转移性肝癌中是普遍过度表达的,并与患者的生存期缩短相关。在这项研究中,科学家们在乳腺癌、前列腺癌、结肠癌和肺癌以及黑色素瘤和淋巴瘤中,确定了这个亚基的表达。

        Wistar研究所Altieri实验室博士后Jae Ho Seo表示:“靶定参与线粒体功能的途径,引起了科学家的极大兴趣,我们已经确定了一条这样的途径,可为多种癌症提供了一个‘成药性’的靶标。其他研究表 明,在临床前模型中靶定线粒体蛋白是可行的,所以,破坏我们在这项研究中所确定的网络,可能会关闭导致肿瘤进展的关键过程。”

       线粒体在肿瘤中发挥了重要的作用,科学家们也对此进行了不懈的研究。2014年7月,天主教鲁汶大学(UCL)实验和临床研究所 (IREC)Pierre Sonveaux教授研究小组开展了一项工作,成功地确定了一个药类化合物家族,它们能够阻止肿瘤转移的出现。研究人员通过研究肿瘤细胞中的线粒体,实现 了这一目标。线粒体被认为是细胞的“发电站”。但是UCL研究人员在肿瘤细胞中观察到,当线粒体的功能被改变时,它们就可以促进细胞的迁移,从而导致肿瘤 转移的形成。

       一项最新研究表明,由一个叫做“波形蛋白”(或VIF)的蛋白质形成的中间丝,可有效地使癌细胞中的线粒体免受任何破坏细胞的尝试。

      2015年7月,宾夕法尼亚大学的研究人员表明,细胞的能量生产中心——线粒体的缺陷,在正常细胞到癌细胞的过渡过程中起着关键作用。当科学家破坏了线粒体的一个重要组成部分后,正常细胞就呈现出癌细胞的特性。

     小编在基因云馆中也发现了关于ClpP基因的信息:

     CLPP基因(以及对应的蛋白质)的细胞分布位置:细胞质、线粒体。

   可能调控CLPP基因的相关microRNA:    hsa-miR-128      hsa-miR-615-3p    

      与CLPP基因相关的文献:人脐带血抗巨细胞病毒和EB病毒的特异性细胞毒性T细胞的建立 等。

     点击这里查看关于CLPP基因的详细信息

原文摘要:
The Mitochondrial Unfoldase-Peptidase Complex ClpXP Controls Bioenergetics Stress and Metastasis
Abstract: Mitochondria must buffer the risk of proteotoxic stress to preserve bioenergetics, but the role of these mechanisms in disease is poorly understood. Using a proteomics screen, we now show that the mitochondrial unfoldase-peptidase complex ClpXP associates with the oncoprotein survivin and the respiratory chain Complex II subunit succinate dehydrogenase B (SDHB) in mitochondria of tumor cells. Knockdown of ClpXP subunits ClpP or ClpX induces the accumulation of misfolded SDHB, impairing oxidative phosphorylation and ATP production while activating “stress” signals of 5′ adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) phosphorylation and autophagy. Deregulated mitochondrial respiration induced by ClpXP targeting causes oxidative stress, which in turn reduces tumor cell proliferation, suppresses cell motility, and abolishes metastatic dissemination in vivo. ClpP is universally overexpressed in primary and metastatic human cancer, correlating with shortened patient survival. Therefore, tumors exploit ClpXP-directed proteostasis to maintain mitochondrial bioenergetics, buffer oxidative stress, and enable metastatic competence. This pathway may provide a “drugable” therapeutic target in cancer.


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