帮助癌细胞生存的线粒体“盾牌”

　　

生物通报道：最近，科学家们对于“为什么即使面对几乎有毒的药物鸡尾酒、放疗、甚至我们自身免疫系统时，癌细胞还可以如此有弹性？”。2015年3月在著名国际学术期刊《FASEB Journal》发表的一项最新研究表明，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。正常情况下，VIF作为细胞的“骨架”，帮助它们保持其形状。然而在一些癌细胞中，VIF实际上保护癌细胞的能量中心——线粒体，也可以帮助细胞抵御外界攻击或帮助它很快地恢复。因为大多数肿瘤治疗是靶定癌细胞的线粒体，因此，这一发现将帮助研究人员开发出更有效治疗癌症的新药物。延伸阅读：Cancer Res：决定癌细胞存亡的分子。

这项工作是由俄罗斯科学院蛋白质研究所完成，本文通讯作者、该研究所研究员Alexander A. Minin博士说：“很久以前，科学家就已经发现，在肿瘤细胞恶性转化过程中，波形蛋白在这些肿瘤细胞中表达，从那时起，这种蛋白质已被作为临床诊断的一个标记。然而，波形蛋白在促进肿瘤细胞转移中的作用还是未知的。我们的研究结果为解决这个问题提供了一条线索。我们认为，肿瘤细胞获得其运动表型，需要通过线粒体提高能源生产。VIF通过增加线粒体膜电位（MMP，细胞能量资源的一个测量值），可完成这项任务。”

为了获得这一发现，Minin和他的同事们（其中包括该杂志副主编 Robert Goldman和该杂志编辑委员会成员Vladimir Gelfand），使用荧光依赖性的线粒体染料，分析培养的活细胞中的MMP。这些染料在线粒体中积累，与它们的MMP水平成比例。MMP（能量水平）越高，线粒体染色就越亮。为了探讨VIF在MMP调节中的作用，研究人员比较了无波形蛋白的细胞与具有修复VIFs的细胞中染色线粒体的荧光强度。在逆实验中，在含有VIFs的正常细胞中，波形蛋白的表达受到RNA干扰的抑制。总的来说，当存在VIF蛋白时，MMP增加，而它们的缺乏则会引起膜电位的降低。

FASEB杂志主编、医学博士Gerald Weissmann说：“很长一段时间以来，我们都知道，癌细胞——总的来说对有机体是具破坏性的，但是当与它们的非癌症相对物相比较而言，它们则非常的有弹性。这项研究可能有助于解释这其中的原因。现在我们知道，癌细胞的蛋白质骨架不仅能保持它们的形状，而且也能保护癌细胞转移所需的能源储备，那么，我们就可以开始研制新的疗法，靶定这种相互作用。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Mitochondrial membrane potential is regulated by vimentin intermediate filaments
Abstract: This study demonstrates that the association of mitochondria with vimentin intermediate filaments (VIFs) measurably increases their membrane potential. This increase is detected by quantitatively comparing the fluorescence intensity of mitochondria stained with the membrane potential-sensitive dye tetramethylrhodamine-ethyl ester (TMRE) in murine vimentin-null fibroblasts with that in the same cells expressing human vimentin (∼35% rise). When vimentin expression is silenced by small hairpin RNA (shRNA) to reduce vimentin by 90%, the fluorescence intensity of mitochondria decreases by 20%. The increase in membrane potential is caused by specific interactions between a subdomain of the non-α-helical N terminus (residues 40 to 93) of vimentin and mitochondria. In rho 0 cells lacking mitochondrial DNA (mtDNA) and consequently missing several key proteins in the mitochondrial respiratory chain (ρ0 cells), the membrane potential generated by an alternative anaerobic process is insensitive to the interactions between mitochondria and VIF. The results of our studies show that the close association between mitochondria and VIF is important both for determining their position in cells and their physiologic activity.