2015年3月4日 訊 /生物谷BIOON/ --近年來科學家花費了巨大的精力去研究為何癌細胞如此具有「彈性」，即便是在其面對毒性藥物、放療甚至是機體免疫系統時依然可以死灰復燃；近日，一項刊登在國際雜誌The FASEB Journal上的研究論文中，來自俄羅斯科學院的研究人員通過研究表示，由一種波形蛋白（VIF）形成的中間絲（intermediate filaments）可以使得癌細胞中的線粒體有效地被保護以免於損傷。
在正常情況下，VIF可以作為細胞的骨骼來幫助維持細胞的形狀，而在癌細胞中，VIF則會幫助保護癌細胞的能量供給中心—線粒體，其可以幫助癌細胞抵禦來自外界的各種攻擊，由於許多癌症療法可以靶向作用癌細胞的線粒體，因此本文研究或將幫助研究人員開發出有效治療癌症的新型藥物。
研究者Alexander A. Minin博士表示，此前研究人員在某些腫瘤細胞發生惡性轉化的過程中發現了波形蛋白的表達，自從那時起這種蛋白就被用作臨床診斷的生物標誌物，然而波形蛋白在促進癌症轉移上的角色至今尚不清楚；我們的研究就解決了這一問題，研究者發現，腫瘤細胞能動表型的獲得需要線粒體增強能量的產生，而VIFs則會通過增加線粒體膜的跨膜電位（MMP）來完成這個任務。
文章中，研究者利用潛在的螢光依賴性線粒體燃料來分析培養中細胞的MMP，這些燃料可以在線粒體中按照MMP的水平來按照比例積累，MMP水平越高，線粒體的染色就越亮；為了調查VIFs在MMP調節中的角色，研究人員對比了不含VIF的細胞和VIFs水平恢復的細胞中線粒體染色的螢光強度，在逆實驗中，研究者發現，在包含VIFs的正常細胞中通過RNA幹擾的方式可以抑制細胞中波形蛋白的表達，總的來說，MMP在VIF存在的時候水平會增加，同時VIF的缺失則會引發跨膜電位水平下降。
最後，雜誌主編Gerald Weissmann說道，長期以來我們都知道癌細胞會對有機體帶來災難性的破壞，而且其具有較強的「彈性」，而這項研究可以幫助我們解釋為何癌細胞具有這樣的特性，如今我們都知道癌細胞的蛋白骨架不僅可以幫其維持形狀，而且還可以保護儲備能量的能量庫，後期科學家們獲將開發出靶向作用癌細胞的新型療法。（生物谷Bioon.com）
本文系生物谷原創編譯整理，歡迎轉載！轉載請註明來源並附原文連結。更多資訊請下載生物谷APP.
Mitochondrial membrane potential is regulated by vimentin intermediate filaments
Ivan S. Chernoivanenko*, Elena A. Matveeva*, Vladimir I. Gelfand†, Robert D. Goldman† and Alexander A. Minin*,1
This study demonstrates that the association of mitochondria with vimentin intermediate filaments (VIFs) measurably increases their membrane potential. This increase is detected by quantitatively comparing the fluorescence intensity of mitochondria stained with the membrane potential-sensitive dye tetramethylrhodamine-ethyl ester (TMRE) in murine vimentin-null fibroblasts with that in the same cells expressing human vimentin (∼35% rise). When vimentin expression is silenced by small hairpin RNA (shRNA) to reduce vimentin by 90%, the fluorescence intensity of mitochondria decreases by 20%. The increase in membrane potential is caused by specific interactions between a subdomain of the non-α-helical N terminus (residues 40 to 93) of vimentin and mitochondria. In rho 0 cells lacking mitochondrial DNA (mtDNA) and consequently missing several key proteins in the mitochondrial respiratory chain (ρ0 cells), the membrane potential generated by an alternative anaerobic process is insensitive to the interactions between mitochondria and VIF. The results of our studies show that the close association between mitochondria and VIF is important both for determining their position in cells and their physiologic activity.—Chernoivanenko, I. S., Matveeva, E. A., Gelfand, V. I., Goldman, R. D., Minin, A. A. Mitochondrial membrane potential is regulated by vimentin intermediate filaments.