2024-03-29 13:01

科学家发现了在压力下决定细胞命运的关键分子

圣裘德儿童研究医院的科学家们发现了一种分子,它在决定压力下细胞的命运方面起着关键作用,就像罗马皇帝决定竞技场角斗士的命运一样。这项研究结果发表在今天的《自然》杂志上,为治疗自身炎症和其他疾病提供了一种可能的新方法。

这种分子是DDX3X,一种发生突变时与多种癌症有关的酶,如乳腺癌、肺癌和脑癌,包括髓母细胞瘤,这是最常见的儿童恶性脑肿瘤。DDX3X突变还与DDX3X综合征有关,该综合征的特征是智力残疾、癫痫发作、自闭症、肌肉紧张度差和身体发育缓慢。

研究人员已经确定,在压力细胞中,DDX3X也处于生与死的十字路口。这种分子有助于调节先天免疫反应,这是免疫系统第一反应系统的一部分。研究人员报告的证据表明,DDX3X的可用性影响细胞如何解释和应对各种压力源,采取措施确保细胞存活或死亡。

共同通讯作者是Richard Gilbertson,医学博士,曾供职于St. Jude,现就职于英国剑桥癌症研究所。

应激反应

研究人员知道受到压力的细胞需要DDX3X来形成被称为压力颗粒的无膜隔室。应激颗粒对细胞存活至关重要。在这项研究中,科学家们发现DDX3X对于通过程序性炎症细胞死亡途径导致细胞死亡的另一种无膜室的形成也至关重要。

Kanneganti说:“研究结果表明,在理解先天免疫和细胞应激反应方面取得了重大进展,证明了ddx3x介导的两个无膜区室之间的相互作用允许不同的细胞命运。”

炎症

Kanneganti的实验室对炎症细胞应激反应有着长期的研究兴趣,特别是一种叫做NLRP3炎症小体的多蛋白复合物。

感染和其他压力因素会激活NLRP3。激活导致细胞中形成无膜的隔室,并分泌促进炎症的细胞因子分子。这一过程也推动了炎症细胞死亡途径,称为焦亡。NLRP3炎性体的过度激活导致癌症和自身炎症性疾病,如动脉粥样硬化和2型糖尿病。

因为细胞也会对压力做出反应,形成压力颗粒,Kanneganti和她的同事们对炎症小体激活和压力颗粒组装之间的可能联系感到好奇。

搜索结果指向了DDX3X。

的证据

研究人员首先在实验室中对被称为巨噬细胞的白细胞进行了研究,然后在缺乏Ddx3x基因的骨髓细胞的小鼠中进行了研究,他们首次报道了Ddx3x与NLRP3相互作用并促进炎性体激活。

进一步研究发现,应激颗粒的形成通过隔离DDX3X抑制NLRP3炎性体。这限制了分子对NLRP3炎性体激活和功能的可用性。促炎细胞因子的产生随着细胞热亡而下降。

St. Jude的Parimal Samir博士说:“研究结果表明,压力颗粒形成和NLRP3炎性体激活之间对DDX3X的竞争使巨噬细胞能够解释压力信号并选择它们的命运。”

St. Jude的Kesavardhana Sannula博士补充说:“我们的模型是,应激颗粒的形成特异性地抑制DDX3X的可用性,从而激活NLRP3炎症体,抑制焦亡细胞死亡途径。”

Samir和Sannula都是Kanneganti实验室的博士后,他们和剑桥研究所的Deanna Patmore是这篇论文的共同第一作者。