在一項(xiàng)新的研究中，來自美國紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院等研究機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)阻斷一種蛋白可釋放出氧氣來破壞肺癌細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞中的鐵依賴性蛋白，從而延緩它們的生長并讓它們更容易被殺死。相關(guān)研究結(jié)果于2017年11月22日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“NFS1 undergoes positive selection in lung tumours and protects cells from ferroptosis”。

人細(xì)胞含有48種已知依賴于鐵硫簇發(fā)揮功能的蛋白。一旦遇到氧氣，這些鐵硫簇就會(huì)降解，因此如果正常的細(xì)胞要在肺部等高氧環(huán)境中存活下來，那么它們就必須不斷地替換這些受到降解的鐵硫簇，而且如果肺癌細(xì)胞想要以異常快地生長的話，它們應(yīng)更加快速地替換這些鐵硫簇。

這項(xiàng)新的研究證實(shí)肺腺癌細(xì)胞通過產(chǎn)生更多的蛋白NFS1而在這種氧氣威脅中存活下來。這種蛋白從半胱氨酸中收集更多的硫元素用于產(chǎn)生鐵硫簇。這些研究人員還發(fā)現(xiàn)已擴(kuò)散到肺部的乳腺癌細(xì)胞一進(jìn)入這種種高氧環(huán)境中就促進(jìn)NFS1產(chǎn)生，而當(dāng)它們?cè)谌橄僦袝r(shí)則不會(huì)如此。

主要研究作者、紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理系助理教授Richard Possemato博士說，“我們的數(shù)據(jù)支持一種觀點(diǎn)：NFS1為癌細(xì)胞抵抗氧氣提供一種關(guān)鍵性的保護(hù)作用，我們希望找到去除這種保護(hù)作用的方法?！?/span>

在一種遺傳方法中，這些研究人員利用短發(fā)夾RNA逐個(gè)地關(guān)閉2752個(gè)與細(xì)胞代謝相關(guān)的基因。他們發(fā)現(xiàn)許多在高氧水平中存活下來所必需的基因在低氧條件下并不那么重要。

引人注目的是，NFS1基因是在肺部中存在的高水平氧氣下存活下來*為必需的，但對(duì)皮膚下的低氧氣環(huán)境而言，則并非如此。當(dāng)這些研究人員將含有或缺乏NFS1的癌細(xì)胞注射到小鼠的皮膚下（一種低氧環(huán)境）時(shí)，它們都同樣地生長良好。但是這些癌細(xì)胞并不能在肺部中形成腫瘤。與小鼠中的這些發(fā)現(xiàn)相一致的是，對(duì)人類數(shù)據(jù)集的分析表明人肺腺癌細(xì)胞中的NFS1水平要高于附近的正常的肺部組織。

兩種新的方法阻止肺癌生長

這些研究人員說，從兩種角度而言，NFS1可能對(duì)肺癌細(xì)胞的存活是至關(guān)重要的。他們發(fā)現(xiàn)如果NFS1的活性不足以跟上氧氣介導(dǎo)的鐵硫簇破壞，那么癌細(xì)胞會(huì)耗盡產(chǎn)生重要的蛋白所需的這些關(guān)鍵性構(gòu)成元件（即鐵硫簇），因而停止增殖?；蛘?，鐵硫簇的數(shù)量可能用作檢測(cè)鐵水平的傳感器。當(dāng)這些鐵硫簇的水平過低時(shí)，細(xì)胞“認(rèn)為”它們?nèi)狈﹁F，因而就從儲(chǔ)存它的分子中釋放出更多的鐵。在對(duì)體外培養(yǎng)的癌細(xì)胞的研究中，這些研究人員發(fā)現(xiàn)這種“游離”鐵的堆積會(huì)導(dǎo)致活性氧（ROS）產(chǎn)生，而ROS會(huì)破壞細(xì)胞膜，并導(dǎo)致一種被稱作鐵凋亡（ferroptosis）的細(xì)胞死亡。他們指出在未來還需在活動(dòng)物體內(nèi)開展進(jìn)一步的研究來證實(shí)這一點(diǎn)。

Possemato說，“我們的研究提出人們?cè)谖磥砟軌驅(qū)?duì)抗氧化劑讓癌細(xì)胞免受ROS破壞的能力加以破壞的**療法與阻斷NFS1的**組合使用，從而促進(jìn)通過鐵介導(dǎo)的毒性導(dǎo)致的癌細(xì)胞死亡，即便腫瘤處于低氧條件下，也是如此?！?/span>

當(dāng)前，這些研究人員正在篩選實(shí)驗(yàn)性化合物來阻斷NFS1促進(jìn)鐵硫簇產(chǎn)生的能力。