研究：细胞的“垃圾”处理系统可作为癌症治疗的“开关”使用
这一突破集中在被称为溶酶体的细胞清洁器上，并且是在麻省理工学院的研究人员开发出一种测量细胞干燥质量的新方法时出现的。这项技术已经酝酿多年，涉及比较细胞在正常水和重水中的测量结果，然后他们可以从中计算出其干质量。这项技术被誉为在几个方面的进步。重水对细胞是有毒的，所以以前的方法只能对每个细胞进行一次测量，而这个系统可以进行重复测量。它还提供了对细胞密度和组成的深入了解。
该研究的主要作者Teemu Miettinen说：“我们的想法是，如果我们尽量减少细胞与重水的接触，我们可以设计该系统，以便我们可以在长时间内重复这种测量，而不伤害细胞。这使我们第一次不仅能够追踪细胞的干质量，这是其他人使用显微镜方法所做的，而且还能追踪干质量的密度，这使我们了解到细胞的生物分子组成。”
这个新工具被部署为研究一种叫做有丝分裂的细胞分裂的方式，科学家们试图了解在整个过程中细胞质量和组成发生了什么。科学家们在癌细胞上进行了实验，这些细胞比普通的健康细胞更频繁地分裂，科学家们发现，当细胞进入有丝分裂时，干燥的质量实际上减少了，一旦细胞分裂完成，质量又会恢复。
进一步的调查显示，当细胞进入有丝分裂时，它们正在加强溶酶体的活动。这些细胞器负责分解和处理细胞废物，其过程被称为胞吐作用。溶酶体这样做是如此狂热，以至于细胞在分裂过程中失去了大约百分之四的质量。
Miettinen说：“我们的假设是，细胞可能正在扔掉正在积累的东西，有毒成分或只是一些你不希望存在的功能不正常的东西。"它可以让新生的细胞生出更多的功能内容。”
这一机制的发现可能对我们治疗疾病的方式产生影响。癌细胞频繁分裂，并且已知会通过胞吐作用排出一些化疗药物，这有助于它们对治疗产生抗性。研究人员的想法是，如果可以防止胞吐作用，它可以使癌细胞更容易受到这种疗法的影响。
在另一面，大脑中的神经细胞根本不分裂，这意味着它们不会经历溶酶体外分泌增强的这个阶段。这在理论上为与阿尔茨海默病发病有关的有毒淀粉样蛋白和tau蛋白的积累留出了大门。
研究人员之前已经看到溶酶体活动牵涉到阿尔茨海默病的研究中。2019年的一项研究表明，这些有毒的蛋白质可以翻转其分子结构，向溶酶体呈现自己的“镜像”，基本上使它们无法消化，无法被清除掉。其他研究提出了这样的观点：大脑中功能失调的溶酶体的堆积实际上加速了蛋白质的积累，而清除失败的溶酶体可能是一种治疗方式。
对溶酶体活动及其在细胞分裂中的作用的这种新认识，不仅为治疗阿尔茨海默病，而且为治疗其他疾病提出了更多有趣的可能性。找到一种操纵这一机制的方法可以有效地为我们提供一个“开关”，以塑造细胞清除有毒产物的方式。
Miettinen说：“在有些疾病中，我们可能想要提高胞吐作用，例如在神经退行性疾病中，但在癌症等疾病中，我们可能想要降低它。未来，如果我们能够更好地理解这背后的分子机制，并找到一种在有丝分裂之外触发它或在有丝分裂期间防止它的方法，我们就真的可以在治疗疾病时使用一种新的切换器。”
该研究发表在《eLife》杂志上。
