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从匹兹堡大学获得最有趣和最重要的故事。球速体育研究人员发现,失控的线粒体导致细胞端粒损伤
UPMC希尔曼癌症中心的球速体育研究人员首次提供了具体证据,证明长期以来人们一直认为,患病的线粒体污染了它们本应提供能量的细胞。
这篇发表在《美国国家科学院院刊》上的论文涉及一个因果实验,该实验启动了线粒体连锁反应,这种反应会对细胞造成严重破坏,一直到遗传水平。
资深作者、匹兹堡大学医学院和UPMC希尔曼癌症中心的药理学和化学生物学教授班尼特·范·豪顿说:“我喜欢把它称为‘切尔诺贝利效应’——你已经打开了反应堆,现在你无法关闭它。”“你有这种清洁燃烧的机器,现在像疯了一样污染,污染反馈并损害电子传递功能。这球速体育是一个恶性循环。”
Van Houten的球速体育研究小组使用了卡内基梅隆大学的Marcel Bruchez发明的一种新技术,这种技术在光照下会在线粒体内产生有害的活性氧——在这种情况下球速体育是单线态氧。
“这就球速体育是切尔诺贝利事件,”范·豪顿说。“一旦你关灯,单线态氧就不再存在了,但你已经破坏了电子传递链,所以48小时后,线粒体仍在泄漏活性氧——但细胞并没有死亡,它们只球速体育是坐在那里爆发。”
此时,细胞核正受到自由基的冲击。它收缩和扭曲。细胞停止分裂。然而奇怪的球速体育是,DNA似乎完好无损。
也就球速体育是说,直到球速体育研究人员开始专门球速体育研究端粒——每条染色体末端的保护帽,使它们能够继续复制和补充。端粒非常小,因此仅局限于端粒的DNA损伤可能不会在全基因组测试中显示出来,就像球速体育研究人员到目前为止一直使用的那样。
“如果你把染色体想象成一辆汽车,那么端粒就相当于汽车牌照的宽度,”该球速体育研究的合著者、球速体育公共卫生球速体育研究生院环境和职业健康专家、UPMC希尔曼癌症中心药理学和化学生物学教授帕特里夏·奥普雷斯科说。
因此,为了观察线粒体融化的遗传影响,球速体育研究人员不得不用荧光标签照亮这些微小的端粒,他们发现了端粒脆弱和断裂的明显迹象。
然后,在关键的一步中,球速体育研究人员在线粒体失活的细胞上重复了整个实验。没有线粒体来维持反应,细胞内就没有自由基的积累,也没有端粒损伤。
“基本上,我们在机器有机会造成任何破坏之前就把它关掉了,”范·豪顿说。
Van Houten说,这些发现可以用于改善光动力癌症治疗,其中包括使用光纤电缆传输的光用活性氧轰击实体肿瘤。
他的团队在这些实验过程中发现的一件事球速体育是,抑制atm(一种DNA损伤信号的蛋白质)会放大线粒体释放的活性氧的破坏作用。细胞不仅萎缩,而且死亡。
Van Houten说,将光动力疗法与ATM抑制相结合,有可能设计出一种用光有效杀死癌细胞的系统。
该球速体育研究的其他作者包括钱薇、纳姆拉塔·库马尔、维拉·罗金斯卡娅、埃莉斯·富奎雷尔、西蒙·沃特金斯和斯鲁蒂·希瓦,以及卡内基梅隆大学的德米特罗·科洛迪兹尼和马塞尔·布鲁切斯。
本球速体育研究得到了美国国立卫生球速体育研究院(R33ES025606和R01GM017268)、美国国立癌症球速体育研究所(P30CA047904)和UPMC老龄化球速体育研究所的支持。