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eLife:細胞真是“成精了”,它能模仿人類交流方式,一旦“關系”破裂,癌癥和糖尿病都找上門


  市場動態     |      2021-07-22
人際關系需要有效溝通來維系,人體微環境亦如此,為了讓機體正常運作,細胞必須不斷的利用信號分子“相互交流”,如果溝通不暢,機體便會出現“故障”。因此,細胞間溝通無礙是保證機體健康的必要條件。
近日,澳大利亞悉尼研究大學領導的科研團隊確定了一種控制細胞生長和存活的通訊途徑,可能為開發治療癌癥和糖尿病等疾病提供新的思路。相關研究成果以為題Akt phosphorylates insulin receptor substrate to limit PI3K-mediated PIP3 synthesis發表在eLife雜志上。
DOI: 10.7554/eLife.66942
DOI: 10.7554/eLife.66942
細胞通訊是指一個細胞發出的信息通過介質傳遞到另一個細胞產生相應的反應。主要有三種途徑,第一種主要通過化學信號分子,這是動物和植物最普遍采用的通訊方式;第二種通過相鄰細胞表面分子的粘著;第三種通過細胞與細胞外基質的粘著。
顯而易見,人體細胞主要通過第一種方式交流。但正如天線故障會導致電視圖像亂碼一樣,這些化學信號分子同樣會出現信號失真現象,一旦相關信息丟失,最終的結果只能是災難性的!因此為了規避風險,只有排查出信號傳遞過程中的易錯因素,才能對癥下藥。
眾所周知,胰島素作為一種有效的生長信號,其分泌量會在人體進食后提升,促進肌肉和脂肪細胞中血糖的生成。當胰島素與機體細胞表面的受體結合后,就會開啟信號傳導通路,使細胞從血液中吸收葡萄糖。
PI3K/AKT信號通路
PI3K/AKT信號通路
由于PI3K/AKT信號通路與胰島素抵抗聯系密切,對真核細胞的存活至關重要。因此,PI3K/AKT通路的嚴格調控對機體健康至關重要。當胰島素介導的PI3K/AKT信號傳遞過程出現“通訊中斷或不穩定”時,就會導致糖尿病等疾病的發生。相反,若是該信號不能完全關閉,就會誘發癌癥。
為了解決這一難題,研究人員開始尋找能控制該信號穩定傳導的機制。在這項最新的研究中,科研人員使用計算機模擬胰島素信號通路發現了一種從“Akt 到 IRS1/2”的敏銳、強大的負反饋新機制。
端胰島素信號傳導的機制模型
端胰島素信號傳導的機制模型
該機制以磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K)信號通路的主要組分“Akt”為中心,充當一種避免信號出現不穩定現象的“故障保險”,類似于加熱器或烤箱中的恒溫器,一旦達到合適的溫度就會關閉加熱程序,從而有效避免胰島素信號過度激活,抑制腫瘤的生長。
負反饋調節依賴于 Akt
負反饋調節依賴于 Akt
該研究的通訊作者之一、澳大利亞悉尼大學生命與環境科學學院的James G Burchfield博士表示:“由于人體內的信號系統十分敏感,因此目前市面上的一些抗癌藥物可能會損害其細胞機制,甚至促進腫瘤的生長、增加其耐藥性,因此,相對于這個信號系統來說,我們還有許多謎團有待揭開,從而有助于找到更有利于人體的抗癌良方。”
未來,期待科研人員能進一步探索出該細胞通訊途徑與癌癥耐藥性的相關機制,將其應用到癌癥治療當中,優化治癌方略。