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打破教科书!神经受体竟可以帮助控制肺癌生长

更新时间:2019-08-24 17:59

俄罗斯科学院生物有机化学研究所(IBCh RAS)和莫斯科物理与技术研究所(MIPT)的一组研究人员最近进行的一项研究表明,调节神经受体可以阻止肺癌细胞的生长

Lynx1是一种参与调节烟碱乙酰胆碱受体的蛋白,它的水溶性变体可以阻止肺癌细胞的体外分裂并诱导其死亡。因此,该蛋白有望成为肺癌新药开发的原型,这篇文章发表在PLOS ONE杂志上。

烟碱乙酰胆碱受体(nAChRs)介导中枢和外周神经系统的信号传递。上皮细胞和免疫细胞也表达nAChRs。在癌细胞中发现的alpha - 7烟碱受体(α7-nAChR)在许多基本过程中起着重要的作用,如吸烟引起的癌症的发展和生长。

α7-nAChR是癌症细胞中介导尼古丁的毒性作用的主要受体。癌症治疗成功的一个主要瓶颈是药物有针对性。为了解决这个问题,研究人员选择了α7-nAChR作为目标,用蛋白质调节其功能的能力。

Lynx1是一种哺乳动物蛋白,这与蛇毒α-神经毒素具有结构同源性。但与毒素不同的是,Lynx1与nAChR受体的结合调节了它们的活性。事实证明,这导致了控制上皮细胞生长和增殖的细胞内级联反应被诱导激活。Lynx1不仅存在于神经元中,还存在于肾脏和肺组织中,但其在这些器官中的作用仍未得到研究。

来自IBCh RAS和MIPT的科学家发现,不仅健康的角质形成细胞(皮肤外层的细胞)中可以合成这种蛋白质,而且肺、结肠、表皮和其他受癌症影响的细胞中也可以合成。通过共焦显微镜显微成像,他们在肺癌和结肠癌癌细胞中观察到了Lynx1和α7-nAChRs的共定位。

鉴于α7-nAChR被尼古丁激活可以促进肿瘤的生长,而Lynx1与α7-nAChRs相互作用可以抑制了这一过程,研究人员建议使用这个蛋白质的水溶性变体(ws-Lynx1)治疗上皮起源癌症。

"最近我们在肺部组织中发现了膜结合蛋白Lynх1,研究结果表明,肺癌细胞与正常细胞相比,Lynx1的水平有所下降。然而,利用基因组编辑增强Lynx1的产生抑制了癌细胞的生长。我们假设通过使用ws-Lynx1可以获得一个类似的效应,而它的浓度和效果更容易控制。" IBCh RAS神经调质和神经受体生物工程研究小组组长、MIPT物理化学生物学和生物技术副教授、该研究作者Ekaterina Lyukmanova说道。

他们的实验验证了这一假设。研究人员用ws-Lynx1与A549细胞孵育72小时后,癌细胞数量显着减少,A549细胞是一种模型肺癌细胞系。此外,研究人员还发现,使用ws-Lynx1可以消除尼古丁的作用,而众所周知,尼古丁可以促进肿瘤生长。

该研究的作者提出了ws-Lynx1作用的两阶段机制。简单地说, ws-Lynx1与α7-nAChRs相互作用激活了肿瘤细胞中的许多信号通路,诱导细胞周期阻滞和细胞程序性死亡--细胞凋亡。

该研究的合作者之一、IBCh RAS研究人员Mikhail Shulepko补充说:"我们已经证明,Lynx1的水溶性变体可以阻止肿瘤细胞的分裂,并诱导它们凋亡。因此,使用类似于Lynx1的α7-nAChR调节器与在癌症治疗中很有应用前景。"

【关键词】神经 蛋白