近(1)日，美國德州大學西南醫學中心(UT Southwestern Medical Center)發表一項研究指出，健康細胞的細胞膜出現「突起囊泡」(blebs)時，通常代表其生命終結了，不過，該團隊發現黑色素瘤細胞(melanoma cells)恰恰相反，「突起囊泡」反而會活化幫助癌細胞生存和擴散的機制。這項發現可能有助於開發黑色素瘤和其他癌症的新療法，研究發表於頂尖期刊《Nature》。
 
領導該研究的UTSW Lyda Hill生物資訊系主任暨細胞生物學教授Gaudenz Danuser特別指出，一句古老的格言是「形式追隨功能」(form follows function)，意思是物體的形式、形狀，應該要根基於其功能或目的。但這篇研究顯示，透過改變形式(抑制突起囊泡的形成)，竟可以改變功能(改變控制細胞功能的化學反應)，顛覆了「形式追隨功能」的概念！
 
共同領導該研究的Andrew D. Weems博士解釋，健康細胞從較大的組織中分離出來後，幾乎會經由失巢凋亡(anoikis)程序而死亡，除非它們能夠在幾小時內重新附著組織。
 
然而，惡性腫瘤細胞從腫瘤組織中分離，還是能夠永遠活下去，這使得該細胞能夠存活並遷移到身體其他部位，形成轉移性腫瘤。惡性腫瘤細胞在與組織分離時，會無限期地形成「突起囊泡」，而健康細胞在從其原始組織分離後只能形成「突起囊泡」約一個小時。
 
Danuser實驗室以前的研究已發現，「突起囊泡」收集的蛋白質，可以促進細胞在壓力條件下存活。但這些蛋白質是否幫助癌細胞免於失巢凋亡，以及這些蛋白質是如何被包含在「突起囊泡」中仍然未知。



這些研究顯示，「突起囊泡」吸引了稱為septins的蛋白質家族，septins會形成分子支架，為蛋白質的相互作用提供框架。Weems表示，這裡的septin支架包含Ras蛋白質，該蛋白質會調節細胞生存，且在大約五分之一的癌症中，Ras蛋白都有突變。
 
當研究人員對黑色素瘤細胞施予抑制septins的化合物福芬素(forchlorfenuron, FCF)時，septins就無法再支撐Ras蛋白，導致細胞無法維持存活所需的化學反應。
 
因此，當黑色素瘤細胞與其他細胞分離時，它們就會死亡，變得與健康細胞的命運相同。而如果在健康細胞引入突變，使其形成「突起囊泡」的時間比平常更長，這些健康細胞會變得像癌細胞一樣能對抗失巢凋亡，即使它們不帶有致癌的Ras突變。
 
Danuser表示，這項研究揭示，所謂的致癌突變並不足以驅動癌症反應，但致癌突變可能需依賴特定的細胞結構，才能實現癌細胞的擴散。
 
Danuser說：「這提供了一種全新的觀點來看待癌症的發展。」
 
由於Ras具有特殊的分子結構，其被認為是不可成藥的靶點，科學家嘗試抑制Ras的活性幾十年，但都沒有成功。
 
如果改為靶向septins，研究人員將有可能實現相同目標，也就是消除癌細胞抵抗失巢凋亡的能力，讓癌症更容易受到化療、放療或免疫療法等其他治療的影響。
 
Weems表示，FCF在美國被用作農業化學品已有近20年的時間，環境保護署的數據顯示它對人類的毒性很低。這類抑制septin的化合物，可能成為新的候選抗癌療法。
 
參考資料：https://www.utsouthwestern.edu/newsroom/articles/year-2023/march-cell-membrane-blebs.html
論文：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05758-6
 
(編譯/劉馨香)