Cell:Fat蛋白可調節細胞線粒體的功能及代謝性疾病的發生

2021-01-15 生物谷

2014年9月15日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,來自Lunenfeld Tanenbaum研究所的研究人員通過研究揭示了人類機體的一種不尋常的生化連接,相關研究刊登於國際著名雜誌Cell上,該研究或為開發和線粒體相關疾病的療法提供幫助。

研究者McNeill在研究細胞如何組裝形成組織及機體發育期間生長如何被調節等領域久負盛名,研究者主要研究一種名為fat基因的突變,該基因編碼表達的蛋白為Fat,其可以促進細胞間的吸附和交流;而fat基因的突變則會引發細胞過度生長最終形成腫瘤,該過程的發生是通過Hippo途徑來實現的,Hippo途徑是癌症中被激活的一種途徑。

此前研究認為Fat蛋白僅僅會在細胞表面發揮作用,而本文研究首次表明,Fat蛋白實際上可以被加工處理並且被運輸到線粒體中,在線粒體中其會影響細胞的能量代謝狀態。更重要的是,當Fat蛋白缺失時,線粒體中的能量運輸流水線就會變得不穩定,從而引發機體細胞能量產生的缺失。研究者表示,我們發現Fat蛋白可以直接和細胞中的線粒體相互作用調節細胞的代謝,我們試圖去研究揭示細胞如何知道什麼時候釋放Fat蛋白到線粒體中,本文研究就幫助我們揭示了細胞中的能量如何被控制以及如何關閉癌症細胞的生長。

當線粒體停止工作後細胞就不再具有能量源了,此時細胞會開啟糖酵解產生機體所需的能量,這就是所謂的沃伯格效應;相比正常細胞,腫瘤細胞糖酵解的比率可以達到200%,由於線粒體主要負責機體細胞能量的產生,一旦它出問題就會引發一系列疾病的發生,比如II型糖尿病、心臟病等。

研究小組隨後在果蠅中檢測了他們的發現,下一步將在人類機體中進行臨床試驗,這項最新研究對於揭示細胞膜和線粒體功能的關聯非常重要,這或許可以幫助研究人員闡明一種機體細胞調節的新機制,也為開發治療和線粒體相關疾病的新型療法提供思路。(生物谷Bioon.com)

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The Atypical Cadherin Fat Directly Regulates Mitochondrial Function and Metabolic State

Anson Sing5, Yonit Tsatskis5, Lacramioara Fabian, Ian Hester, Robyn Rosenfeld, Mauro Serricchio, Norman Yau, Maïlis Bietenhader, Riya Shanbhag, Andrea Jurisicova, Julie A. Brill, G. Angus McQuibban, Helen McNeill

Fat (Ft) cadherins are enormous cell adhesion molecules that function at the cell surface to regulate the tumor-suppressive Hippo signaling pathway and planar cell polarity (PCP) tissue organization. Mutations in Ft cadherins are found in a variety of tumors, and it is presumed that this is due to defects in either Hippo signaling or PCP. Here, we show Drosophila Ft functions in mitochondria to directly regulate mitochondrial electron transport chain integrity and promote oxidative phosphorylation. Proteolytic cleavage releases a soluble 68 kDa fragment (Ftmito) that is imported into mitochondria. Ftmito binds directly to NADH dehydrogenase ubiquinone flavoprotein 2 (Ndufv2), a core component of complex I, stabilizing the holoenzyme. Loss of Ft leads to loss of complex I activity, increases in reactive oxygen species, and a switch to aerobic glycolysis. Defects in mitochondrial activity in ft mutants are independent of Hippo and PCP signaling and are reminiscent of the Warburg effect.

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