重磅發(fā)現(xiàn)！端粒、線粒體和炎癥竟然能共同作用預(yù)防癌癥！
近日，來自Salk的Jan Karlseder和Gerald Shadel教授在Nature上發(fā)表了題為“Telomere-to-mitochondria signalling by ZBP1 mediates replicative crisis”的研究論文，聯(lián)手探索他們在炎癥信號通路中發(fā)現(xiàn)的相似之處。Karlseder的實驗室研究端粒生物學(xué)以及端粒如何防止癌癥形成，而Shadel的實驗室研究線粒體在人類疾病、衰老和免疫系統(tǒng)中的作用。
這項新研究發(fā)現(xiàn)了端粒和線粒體如何交流促進炎癥，為預(yù)防和治療癌癥以及衰老帶來的其他有害后果開辟了新的可能性。
免疫系統(tǒng)攻擊失敗
隨著年齡的增長，染色體的端粒會逐漸變短?？茖W(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)端粒變得非常短時，它們會與細胞的動力來源線粒體進行交流。這種交流觸發(fā)了一系列復(fù)雜的信號通路，并引發(fā)了炎癥反應(yīng)，從而破壞了原本可能癌變的細胞。Karlseder表示，端?？梢耘c線粒體對話是件令人興奮的事。它們在控制良好的生物過程中協(xié)同作用，啟動細胞通路，殺死可能導(dǎo)致癌癥的細胞。
當(dāng)端?？s短到不能再保護染色體免受損傷時，就會發(fā)生“危機”，細胞就會死亡。這種有益的自然過程去除了端粒極短的和基因組不穩(wěn)定的細胞，是對抗癌癥形成的強大屏障。Karlseder與研究的作者Joe Nassour此前發(fā)現(xiàn)，處于“危機”中的細胞會通過一種叫做自噬的過程被清除，在這個過程中，身體會清除受損細胞。
在這項研究中，研究小組想知道在端粒極短的“危機”期間，依賴自噬的細胞死亡程序是如何被激活的。
通過使用成纖維細胞的人類皮膚細胞進行基因篩選，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了相互依賴的免疫感應(yīng)和炎癥信號通路——類似于免疫系統(tǒng)對抗病毒的途徑，這對“危機”期間的細胞死亡至關(guān)重要。具體來說，他們發(fā)現(xiàn)從短端粒發(fā)出的RNA分子以一種獨特的方式激活線粒體外表面的免疫傳感器ZBP1和MAVS，破壞了細胞癌變的可能。這證明了端粒、線粒體和炎癥之間的重要聯(lián)系，并強調(diào)了細胞如何在通路不能正常工作時繞過“危機”，從而逃避破壞并發(fā)生癌變。
圖中縮短的端粒被表示為兩個火花的末端。端粒向線粒體發(fā)送炎癥信號，以火花路徑表示。端粒與線粒體的交流激活了免疫系統(tǒng)，從而破壞了可能癌變的細胞。
研究意義
Shadel 表示，端粒、線粒體和炎癥是衰老的三個特征，經(jīng)常被單獨研究。這項研究結(jié)果表明，緊張的端粒向線粒體發(fā)送RNA信息，導(dǎo)致炎癥，這突出了研究這些特征之間相互作用的必要性，以充分了解衰老，并可能干預(yù)以增加人類的健康壽命。
癌癥的形成不是一個簡單的過程，是一個多步驟的過程，需要在整個細胞中進行許多改變和改變。更好地理解連接端粒和線粒體的復(fù)雜途徑可能會導(dǎo)致未來新型癌癥治療方法的發(fā)展。接下來，科學(xué)家們計劃進一步研究這些途徑的分子基礎(chǔ)，并探索針對這些途徑預(yù)防或治療癌癥的治療潛力。
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