线粒体自噬和癌症干细胞特性的关联性揭示
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在《Aging》期刊(被 MEDLINE/PubMed 列为“Aging (Albany NY)”,被 Web of Science 列为“Aging-US”)第 16 卷第 11 期上,发表了一篇题为“线粒体自噬和癌症:BNIP3/BNIP3L 作为干性特征、ATP 生成、增殖和细胞迁移的能量驱动因素的作用”的研究论文,并登上了封面。
线粒体自噬是一种选择性自噬形式,旨在清除功能失调或过多的线粒体,是对缺氧、营养缺乏或 DNA 损伤等生理压力源的一种适应性反应。线粒体自噬由特定的线粒体外膜受体促进,其中 BNIP3 和 BNIP3L 是关键的调节因子。近年来,线粒体自噬在癌症中的作用,特别是在维持癌症干细胞(CSC)特性(例如自我更新)方面的研究受到广泛关注。由于 CSC 是导致治疗失败和转移的主要原因,针对线粒体自噬可能成为消除 CSC 的一种新方法。
在这项新研究中,索尔福德大学的研究团队——包括 Marta Mauro-Lizcano、Federica Sotgia 和 Michael P. Lisanti——提出了一种基于 BNIP3 和 BNIP3L 功能性转录活性的新模型系统,用于富集具有高基础线粒体自噬水平的癌细胞亚群。研究人员指出:“简而言之,我们采用 BNIP3(L)-启动子-eGFP-报告系统,通过流式细胞术 (FACS) 分离具有高 BNIP3/BNIP3L 转录活性的癌细胞。”
这一模型通过使用溶酶体和线粒体自噬特异性探针以及线粒体靶向红色荧光蛋白(即 mt-Keima)进行了验证。研究结果表明,高 BNIP3/BNIP3L 转录活性与 i) BNIP3/BNIP3L 蛋白水平增加,ii) 溶酶体质量增加,iii) 基础线粒体自噬活性增加相关。此外,BNIP3/BNIP3L 转录活性增加的癌细胞表现出 CSC 特征,例如更强的乳球形成能力和高 CD44 水平。
进一步的研究在 MCF7 和 MDA-MB-231 乳腺癌细胞系中分析了其他干细胞特征。结果显示,BNIP3(L)-高表达细胞具有更高的代谢活性、增殖能力、迁移能力和耐药性,同时也表现出更强的抗氧化能力。因此,研究团队总结道,高水平的基础线粒体自噬似乎可以增强 CSC 特征。
线粒体自噬是细胞应对压力的重要机制,而 BNIP3 和 BNIP3L 是这一过程中的关键调控因子。通过 BNIP3(L)-启动子-eGFP-报告系统,可以有效分离出具有高线粒体自噬活性的癌细胞,这为进一步研究其在癌症中的作用提供了重要工具。高转录活性的 BNIP3/BNIP3L 细胞不仅在基础线粒体自噬方面表现出显著特征,还在细胞增殖、迁移和耐药性方面展现出显著优势。
通过对 BNIP3(L)-高表达细胞的深入研究,发现这些细胞具有更高的代谢活性和抗氧化能力,这对癌症治疗具有重要意义。高线粒体自噬水平的细胞表现出更强的 CSC 特性,这可能是其具有更高治疗抵抗力和更强转移能力的原因之一。因此,针对 BNIP3 和 BNIP3L 的线粒体自噬调控机制,可能为开发新的癌症治疗方法提供新的思路。
总之,线粒体自噬在癌症中的作用正得到越来越多的关注,特别是在维持癌症干细胞特性方面的研究。这项研究为进一步理解 BNIP3 和 BNIP3L 在癌症中的作用提供了重要线索,揭示了高基础线粒体自噬水平在增强 CSC 特性方面的重要性。这不仅有助于更好地理解癌症的生物学机制,也为开发新的治疗策略提供了潜在的靶点。
2024-09-21
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