巴塞羅那科學家最新研究揭示了癌細胞的生存絕技。當受到物理擠壓時，癌細胞能在幾秒內(nèi)啟動線粒體應急機制，實現(xiàn)能量暴增以修復 DNA 損傷。這項發(fā)表在《自然?通訊》的發(fā)現(xiàn)，為開發(fā)新型抗癌療法提供了潛在靶點。

西班牙基因組調(diào)控中心（Centre for Genomic Regulation）的研究團隊使用特殊顯微鏡將活的 HeLa 細胞壓縮至 3 微米寬（約為人類頭發(fā)直徑的 1/30）。他們觀察到，受壓細胞內(nèi)的線粒體在幾秒內(nèi)迅速聚集到細胞核表面，形成緊密的 "核相關(guān)線粒體"（NAMs）結(jié)構(gòu)，像光環(huán)一樣環(huán)繞細胞核，甚至使核膜向內(nèi)凹陷。這一現(xiàn)象出現(xiàn)在 84% 的受限癌細胞中，而在未受壓的懸浮細胞中幾乎不存在。

"這迫使我們重新思考線粒體在人體中的作用。它們不是為細胞供能的靜態(tài)電池，更像是能在緊急情況下被召喚的敏捷急救員。" 該研究共同通訊作者薩拉?斯德爾西（Sara Sdelci）博士解釋道。

通過熒光傳感器監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，細胞受壓后 3 秒內(nèi)，進入細胞核的 ATP（細胞能量分子）信號飆升約 60%。"這清楚表明細胞正在適應壓力并重新調(diào)整代謝。" 共同第一作者法比奧?佩扎諾（Fabio Pezzano）博士指出。進一步實驗證實，這種能量激增對 DNA 修復至關(guān)重要 —— 機械擠壓會導致 DNA 鏈斷裂和基因組纏結(jié)，而 ATP 驅(qū)動的修復機制能在幾小時內(nèi)完成修復，未獲得能量 boost 的受壓細胞則無法正常分裂。

臨床樣本分析顯示，17 名乳腺癌患者的腫瘤活檢中，侵襲性腫瘤前沿的 NAMs 出現(xiàn)率（5.4%）是腫瘤核心（1.8%）的 3 倍。"在患者活檢中觀察到這一特征，使我們確信其超越實驗室環(huán)境的臨床相關(guān)性。" 共同第一作者里托布拉塔?戈什（Ritobrata Ghose）博士強調(diào)。

研究還揭示了 NAMs 形成的分子機制：肌動蛋白絲在細胞核周圍聚集，結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成網(wǎng)狀支架，將線粒體固定在核膜表面。當用拉春庫林 A（latrunculin A）破壞肌動蛋白結(jié)構(gòu)后，NAMs 形成被阻斷，ATP 激增現(xiàn)象消失。

"機械應激反應是癌細胞尚未被充分探索的弱點，可能開辟新的治療途徑。" 共同通訊作者維雷娜?魯普雷希特（Verena Ruprecht）博士表示。雖然研究聚焦癌細胞，但這種機制可能普遍存在于生物界 —— 免疫細胞穿越淋巴結(jié)、神經(jīng)元延伸突起、胚胎發(fā)育中的細胞形態(tài)發(fā)生等過程都涉及類似物理壓力。