小主持人如何保持我们的细胞?

大多数细胞在我们的身体被他们骨头、肌肉或胰腺细胞——锁定到正确的位置在微小的帮助下锚(称为“焦粘连”)。这些强大的锚使用蛋白链连接细胞胶原蛋白,蛋白质,给我们的身体结构。

主持人帮助细胞留在原地,在大多数情况下,抵制破坏环境,但如果一个细胞变成了癌细胞,链可以打破,让癌症扩散到身体的其他部位。

现在,第一次,悉尼新南威尔士大学的一个科学家小组已经发现了特定的蛋白质(或链接)链中负责维护连接。

研究结果,发表在自然材料建立在我们对细胞力学的理解,可以帮助给癌症研究的新方向。

“我们已经发现了蛋白质,这些附件是至关重要的功能,”玛丽亚女士说Lastra Cagigas,该研究的第一作者和Scientia博士生在新南威尔士大学医学与健康。

“如果这些附件失败,细胞可以更容易移动和进攻组织,像癌症。”

科学家已经知道癌症削弱细胞的锚在某种程度上,但他们不知道这是如何发生的。

的原因之一是很难研究的微小尺寸锚的链条:只有几纳米厚,刀锋的人类头发的大小。

团队使用专业的3 d低温电子显微镜——一个强大的成像技术,利用电子显微镜细胞形成高分辨率的图像,识别原肌球蛋白的关键蛋白质链的锚。低温电子显微镜是目前最强大的技术观察细胞内蛋白质,和它的发展赢得了2017年诺贝尔化学奖。

“这是我们第一次可以看到详细锚的链条是什么样子,”彼得射击教授说,这项研究的文章的第二作者。研究小组发现在新南威尔士大学的马克·温赖特电子显微镜单位,是世界上第一个使用这种技术来看看这些原肌球蛋白链。

“这是全新的技术。”

研究人员发现原肌球蛋白在锚的链条中扮演的角色比较正常细胞和细胞骨癌患者,随着肿瘤细胞在实验室创建的。

然后试着把原肌凝蛋白回癌细胞——令人惊讶的是,把管理的锚。

“展望未来,我们想了解如果我们可以利用这些知识来减少癌细胞的入侵,”女士说Lastra Cagigas。

“在短期内,我们可以使用此信息来找出如果癌症已经转移的倾向,这意味着整个身体。

“从长远来看,我们可以考虑作为一个潜在的目标在癌症治疗。”

射击和文章的第二作者埃德娜Hardeman教授,教授一直在研究这个领域的科学了40年,说它是理解细胞力学的一个里程碑。

“这是一个真正的乐趣观看这项工作发展,“射击教授说,他是最近提出的2020年总统奖章澳大利亚和新西兰社会的细胞和发育生物学(ANZSCDB)对细胞力学研究的贡献。

“这强化本质上一直是一生为我们工作:了解细胞的架构的原则。”

一个潜在的药物目标

大约30%的身体是由胶原蛋白组成,形成所谓的“矩阵”。

“矩阵就像一个支架出现在我们的骨骼,韧带、肌肉和皮肤。几乎到处都在体内,”女士说Lastra Cagigas。“除了细胞穿过我们的身体,像那些血液中,胶原蛋白矩阵形式对大多数细胞——包括癌细胞。”

胰腺癌是一种少数癌症可以修改这个矩阵为自身利益肿瘤周围创建一个“障碍”。这个障碍是一种防御机制,使癌症治疗如化疗和免疫治疗更难杀死癌细胞。

肿瘤部队胰腺癌症相关的成纤维细胞(或PCAFs)——在肿瘤细胞所锚定的连锁店——构建这个防御屏障。但现在,科学家们已经确定了蛋白质在细胞的锚和链,他们可以探索这些蛋白质作为未来目标疗法可以放松,障碍。

“我们发现,蛋白质参与链的类型,原肌球蛋白,制药,“Hardeman教授说。

“这意味着它有可能开发小分子抑制剂,或药物,可以攻击这些蛋白质。”

Hardeman教授说,很有可能这些潜在的未来的药物将被交付与癌症治疗,药物可以暂时动摇屏障,而癌症治疗做他们的工作。

展望未来

而结果是鼓舞人心的,射击教授说,这并不意味着合适的药物将在未来几年内使用。

“我们的理解生物学,但从治疗病人是很难预测的,”他说。

“我们可以看到的路径是什么样子,但是我们不太确定的时间表。”

不过更有可能的是,在不久的将来,可能接下来的两到三年——蛋白质链中,原肌球蛋白,可能帮助科学家预测哪些癌症可能会传播得更快。

“当我们建立在癌症的潜在机制,扩大我们的癌症细胞生物学的标记,我们发现增加了一个缺失的环节发展的个性化诊断为癌症,”教授说射击。

参考:Cagigas ML,布莱斯NS, Ariotti N, Brayford年代,射击PW, Hardeman EC。相关cryo-ET识别调节肌动蛋白、原肌球蛋白丝细胞基质粘附在肿瘤细胞和mechanosensitivity细胞增殖。Nat板牙。2021年。doi:10.1038 / s41563 - 021 - 01087 - z

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