Salk 과학자들은 세포의 "연료 게이지"가 어떻게 건강한 발달을 촉진하는지 밝혀냅니다.

2016 년 4 월 25 일

Salk 과학자들은 세포의 "연료 게이지"가 어떻게 건강한 발달을 촉진하는지 밝혀냅니다.

2016 년 4 월 25 일

LA JOLLA—(25년 2016월 XNUMX일) Salk 과학자들은 세포의 에너지 프로세스를 모니터링하고 관리하는 역할을 하는 세포 "연료 게이지"가 개발 과정에서 어떻게 예상치 못한 역할을 하는지 밝혀냈습니다. 이 중요한 링크는 연구자들이 암과 당뇨병 경로를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 셀룰러 연료 게이지는 셀이 원활하게 작동하도록 에너지 입력 및 출력을 감독하는 AMPK라는 단백질 복합체입니다. 예를 들어 AMPK가 자동차 센서라면 차량에 주유 시기를 알려주거나 에너지를 절약하기 위해 에어컨을 낮출 수 있을 것입니다. 유사하게 세포의 연료 공급(영양소)이 부족한 경우 AMPK는 세포 성장을 늦추고 신진대사를 변화시킵니다. 전, Salk 교수 루벤 쇼 AMPK가 종양의 활성화된 신진대사를 정지시킬 수 있을 뿐만 아니라 당뇨병 환자의 간 및 기타 조직에 정상적인 기능을 회복시킬 수 있음을 발견했습니다.

“AMPK와 관련된 관심이 크지만 당뇨병 암, 솔직히 이 연료 게이지 프로세스가 개발 중에 다른 세포 집단에서 어떻게 변화하는지에 대해 알려진 바가 없습니다. 줄기 세포 치료에 대한 새로운 통찰력을 제공하는 것 외에도 2016년 XNUMX월에 출판된 유전자 및 발달, 또한 암 치료를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

"처음에 우리는 CRISPR 기술을 사용하여 배아 줄기 세포에서 AMPK 경로의 두 가지 중요한 구성 요소를 편집했습니다."라고 Salk 연구원이자 논문의 첫 번째 저자인 Nathan Young은 말합니다. "처음에 우리는 어떤 차이도 보지 못했지만, 세포가 분화하도록 유도하자 상황이 흥미로워졌습니다."

일반적으로 배아 줄기 세포는 궁극적으로 유기체의 모든 다양한 세포 유형으로 발전할 수 있는 배아층(내배엽, 외배엽 및 중배엽)이라고 하는 세 가지 광범위한 그룹 중 하나에 속하는 보다 전문화된 세포를 생성할 수 있는 능력이 있습니다. 그러나 기능하는 AMPK 경로가 없는 세포는 내배엽(유기체의 가장 안쪽 층)을 효율적으로 만드는 데 실패하고 대신 너무 많은 외배엽(피부로 변하는 층)을 만듭니다.

"이 세포들은 올바른 선택을 할 수 없었습니다."라고 Shaw는 말합니다. "이것은 이 대사 경로가 세포에게 어떤 종류의 특수 조직이 될 것인지를 알려주는 첫 번째 경향이었습니다."

연구원들에 따르면 놀라운 점은 AMPK 결핍 세포의 유전자 발현 패턴을 자세히 관찰했을 때입니다. 그들은 하나의 특정 세포 구조인 리소좀과 관련된 다수의 하향 조절된 유전자를 발견했습니다. 이 중요한 자급식 소기관에는 세포 물질을 분해하여 세포의 쓰레기 처리 및 재활용 센터인 구성 요소를 재사용하는 부식성 효소가 포함되어 있습니다.

연구자들은 이러한 리소좀의 손실이 Tfeb라는 전사 인자의 손실로 인한 것임을 발견했는데, Tfeb는 기아 상태에서 리소좀 유전자의 발현을 활성화합니다. 단순히 Tfeb를 기능 장애가 있는 세포에 다시 도입함으로써 팀은 정상적인 발달과 분화를 회복할 수 있었습니다.

"리소좀과 AMPK가 어떻게든 연결되어 있다고 생각했지만, 이 연료 게이지가 없으면 리소좀이 생기지 않을 것이라고는 아무도 꿈도 꾸지 못했습니다."라고 Shaw는 말합니다. "AMPK 경로를 리소좀에 연결하는 것은 이 경로가 항암 경로의 일부인지 여부에 대한 의문을 제기합니다."

현재 리소좀 억제제는 리소좀과 종양 사이의 정확한 연관성이 이해되지 않았음에도 불구하고 유방암, 폐암, 췌장암 및 뇌암에 대한 수십 건의 임상 시험에 있습니다. "우리는 항암제가 언제 어떻게 유용할 수 있는지를 나타낼 수 있는 이러한 기본 연결 중 일부를 해독하고 있습니다."라고 Shaw는 말합니다. "이 작업은 또한 암에서 리소좀을 표적으로 삼는 더 좋고 더 구체적인 방법을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다."

다른 저자로는 Anwesh Kamireddy, Jeanine Van Nostrand, Lillian Eichner, Maxim Nikolaievich Shokhirev 및 Yelena Dayn이 있습니다. 솔크 연구소. 이 작업은 건강의 국립 연구소 그리고 Leona M.과 Harry B. Helmsley 자선 신탁.