為了能夠發(fā)揮功能，細(xì)胞線(xiàn)粒體會(huì)利用名為線(xiàn)粒體丙酮酸載體（Mitochondrial pyruvate carrier, MPC）的蛋白來(lái)輸入“燃料”。為了確定MPC在惡性細(xì)胞中是否仍然起作用，由瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的Jean-Claude Martinou領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組，開(kāi)發(fā)出了一種生物傳感器來(lái)測(cè)量它的實(shí)時(shí)活性。生物學(xué)家們觀(guān)察發(fā)現(xiàn)相比于健康細(xì)胞，MPC在腫瘤細(xì)胞系中顯示極低的活性。隨后他們用一種新型的抗腫瘤產(chǎn)品來(lái)處理癌細(xì)胞，恢復(fù)了MPC的正常活性。這些研究結(jié)果發(fā)布在《分子細(xì)胞》（Molecular Cell）雜志上。

腫瘤細(xì)胞消耗異常高數(shù)量的葡萄糖來(lái)保證它們的快速生長(zhǎng)。為了將這一營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)換為能量，相比健康細(xì)胞它們較少利用線(xiàn)粒體——這一胞質(zhì)細(xì)胞器通過(guò)細(xì)胞呼吸作用在能量的生成和儲(chǔ)存中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

當(dāng)前的一種治療方法就是迫使癌細(xì)胞去利用它們的線(xiàn)粒體。日內(nèi)瓦大學(xué)科學(xué)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)系教授Jean-Claude Martinou說(shuō)：“為了能夠發(fā)揮功能，這些細(xì)胞器借助于我們?cè)?/span>2012年發(fā)現(xiàn)的一種載體MPC來(lái)輸入丙酮酸‘燃料’。”

在惡性細(xì)胞中無(wú)活性的載體

研究人員在癌細(xì)胞中詳細(xì)查看了MPC的活性，他們將MPC改造成了能夠表明自身實(shí)時(shí)活性的一種復(fù)雜的生物傳感器。論文的第一作者Vincent Compan解釋說(shuō)：“我們對(duì)MPC進(jìn)行了遺傳改造，因此它能夠根據(jù)自身的活性水平發(fā)出不同強(qiáng)度的熒光信號(hào)。”

與瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院和法國(guó)尼斯大學(xué)合作，研究人員構(gòu)建出了表達(dá)這一生物傳感器的各種人類(lèi)細(xì)胞系。“相比于健康細(xì)胞，我們檢測(cè)到所有腫瘤細(xì)胞系都具有極低的MPC活性。因此，線(xiàn)粒體對(duì)丙酮酸燃料的獲得使用在這一載體水平上受到了抑制，”Jean-Claude Martinou說(shuō)。

可逆的效應(yīng)

為了能夠迫使癌細(xì)胞去利用它們的線(xiàn)粒體，必須要評(píng)估一下MPC在這些細(xì)胞中是否仍然具有功能。因此，研究人員讓這些細(xì)胞接受了一種處理來(lái)誘導(dǎo)胞質(zhì)中的丙酮酸增高。“這種處理恢復(fù)了惡性細(xì)胞中正常的MPC活性，表明是由于缺乏燃料，而非載體功能障礙，影響了這一過(guò)程，”Vincent Compan詳細(xì)描述道。

科學(xué)家們選擇的這種治療方法采用的是一組靶向細(xì)胞膜中另一種載體——乳酸載體的小化合物。其中的一個(gè)藥物事實(shí)上當(dāng)前已作為一種候選療法進(jìn)入臨床試驗(yàn)測(cè)試階段。Jean-Claude Martinou說(shuō)：“我們開(kāi)發(fā)的這一生物傳感器也可充當(dāng)一種工具，來(lái)鑒別能夠調(diào)節(jié)MPC活性，由此作為新潛在療法的化合物。”