eLife：細(xì)胞真是“成精了”，它能模仿人類交流方式，一旦“關(guān)系”破裂，癌癥和糖尿病都找上門(mén)

來(lái)源：生物探索作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2021-07-22 09:48:00【大中小】

人際關(guān)系需要有效溝通來(lái)維系，人體微環(huán)境亦如此，為了讓機(jī)體正常運(yùn)作，細(xì)胞必須不斷的利用信號(hào)分子“相互交流”，如果溝通不暢，機(jī)體便會(huì)出現(xiàn)“故障”。因此，細(xì)胞間溝通無(wú)礙是保證機(jī)體健康的必要條件。

近日，澳大利亞悉尼研究大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)確定了一種控制細(xì)胞生長(zhǎng)和存活的通訊途徑，可能為開(kāi)發(fā)治療癌癥和糖尿病等疾病提供新的思路。相關(guān)研究成果以為題Akt phosphorylates insulin receptor substrate to limit PI3K-mediated PIP3 synthesis發(fā)表在eLife雜志上。

DOI: 10.7554/eLife.66942

細(xì)胞通訊是指一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過(guò)介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。主要有三種途徑，第一種主要通過(guò)化學(xué)信號(hào)分子，這是動(dòng)物和植物最普遍采用的通訊方式；第二種通過(guò)相鄰細(xì)胞表面分子的粘著；第三種通過(guò)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的粘著。

顯而易見(jiàn)，人體細(xì)胞主要通過(guò)第一種方式交流。但正如天線故障會(huì)導(dǎo)致電視圖像亂碼一樣，這些化學(xué)信號(hào)分子同樣會(huì)出現(xiàn)信號(hào)失真現(xiàn)象，一旦相關(guān)信息丟失，最終的結(jié)果只能是災(zāi)難性的！因此為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，只有排查出信號(hào)傳遞過(guò)程中的易錯(cuò)因素，才能對(duì)癥下藥。

眾所周知，胰島素作為一種有效的生長(zhǎng)信號(hào)，其分泌量會(huì)在人體進(jìn)食后提升，促進(jìn)肌肉和脂肪細(xì)胞中血糖的生成。當(dāng)胰島素與機(jī)體細(xì)胞表面的受體結(jié)合后，就會(huì)開(kāi)啟信號(hào)傳導(dǎo)通路，使細(xì)胞從血液中吸收葡萄糖。

PI3K/AKT信號(hào)通路

由于PI3K/AKT信號(hào)通路與胰島素抵抗聯(lián)系密切，對(duì)真核細(xì)胞的存活至關(guān)重要。因此，PI3K/AKT通路的嚴(yán)格調(diào)控對(duì)機(jī)體健康至關(guān)重要。當(dāng)胰島素介導(dǎo)的PI3K/AKT信號(hào)傳遞過(guò)程出現(xiàn)“通訊中斷或不穩(wěn)定”時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致糖尿病等疾病的發(fā)生。相反，若是該信號(hào)不能完全關(guān)閉，就會(huì)誘發(fā)癌癥。

為了解決這一難題，研究人員開(kāi)始尋找能控制該信號(hào)穩(wěn)定傳導(dǎo)的機(jī)制。在這項(xiàng)最新的研究中，科研人員使用計(jì)算機(jī)模擬胰島素信號(hào)通路發(fā)現(xiàn)了一種從“ Akt 到 IRS1/2”的敏銳、強(qiáng)大的負(fù)反饋新機(jī)制。

端胰島素信號(hào)傳導(dǎo)的機(jī)制模型

該機(jī)制以磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K)信號(hào)通路的主要組分“Akt”為中心，充當(dāng)一種避免信號(hào)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象的“故障保險(xiǎn)”，類似于加熱器或烤箱中的恒溫器，一旦達(dá)到合適的溫度就會(huì)關(guān)閉加熱程序，從而有效避免胰島素信號(hào)過(guò)度激活，抑制腫瘤的生長(zhǎng)。

負(fù)反饋調(diào)節(jié)依賴于 Akt

該研究的通訊作者之一、澳大利亞悉尼大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的James G Burchfield博士表示：“由于人體內(nèi)的信號(hào)系統(tǒng)十分敏感，因此目前市面上的一些抗癌藥物可能會(huì)損害其細(xì)胞機(jī)制，甚至促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)、增加其耐藥性，因此，相對(duì)于這個(gè)信號(hào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，我們還有許多謎團(tuán)有待揭開(kāi)，從而有助于找到更有利于人體的抗癌良方。”

未來(lái)，期待科研人員能進(jìn)一步探索出該細(xì)胞通訊途徑與癌癥耐藥性的相關(guān)機(jī)制，將其應(yīng)用到癌癥治療當(dāng)中，優(yōu)化治癌方略。