防御メカニズムの発見は、がんが広がる前に癌を止めるのに役立つ可能性があります。
の研究によると、物理的に絞ると、癌細胞は急速にエネルギー出力を増加させます自然コミュニケーション。この即時のエネルギーのバーストは、細胞の修復に役立つ最初の文書化された防御反応ですDNA人体内の混雑した状態に損傷を与え、耐えます。
この結果は、癌細胞が腫瘍の微小環境をcrawったり、多孔質の血管に滑り込んだり、血流の力に耐えるなどの機械的課題を生き残る方法を説明するのに役立ちます。このメカニズムを特定することは、がん細胞が広がる前に所定の位置に保持する戦略を指し示す可能性があります。
バルセロナのゲノム調節センター（CRG）の研究者は、生細胞を幅約3ミクロンに圧縮する特殊な顕微鏡を使用して、人間の髪の直径を約30分の1に使用して効果を明らかにしました。彼らは、圧迫から数秒以内に、HELA細胞のミトコンドリアが核の表面に移動し、細胞が使用する分子エネルギー源である追加のATPを送達することを観察しました。
「それは私たちに人体におけるミトコンドリアの役割を再考することを強制します。それらは私たちの細胞を動かすこれらの静的なバッテリーではありませんが、細胞が文字通り限界まで押し込まれた緊急事態で召喚できるアジャイルの最初の対応者のようなものです」
ミトコンドリアのハロー
ミトコンドリアは非常にきついハローを形成し、核が内側にくぼみます。この現象は、閉じ込められたHeLaがん細胞の84％で観察されましたが、浮遊した非圧縮細胞では実質的にはありませんでした。研究者は、核関連ミトコンドリアの構造「ナム」を指します。
NAMSが何をしたかを知るために、研究者はATPが核に入るときに点灯する蛍光センサーを展開しました。信号は、細胞が絞られてから3秒以内に約60％上昇しました。 「細胞がひずみに適応し、代謝を再配線しているのは明確な兆候です」と、この研究の共同著者であるファビオ・ペッツァーノ博士は言います。
その後の実験により、なぜ発電量が重要なのかが明らかになりました。機械的絞り込みは、DNAをストレスに抑え、鎖をスナップし、ヒトゲノムを絡みます。細胞はATPに飢えた修理乗組員に依存してDNAを緩め、壊れた部位に到達して損傷を修復します。 ATP修復されたDNAの余分なブーストを数時間以内に絞った細胞を絞った細胞は、適切に分割する停止を停止しました。
この疾患の関連性を確認するために、研究者は17人の患者からの乳房腫瘍生検も調べました。 NAM Halosは、侵入腫瘍前線で核の5.4％に登場し、密な腫瘍コアでは1.8％で、3倍の差がありました。 「患者の生検でこの署名を見ると、ラボのベンチを超えた関連性を私たちに納得させました」と、研究の共同著者であるRitobrata（Rito）Ghose博士は説明します。
NAMの背後にある細胞足場
研究者はまた、ミトコンドリアラッシュを可能にする細胞工学を研究することができました。アクチンフィラメントは、筋肉を柔らかくさせるのと同じタンパク質ケーブルで、核の周りに化合しますが、小胞体はメッシュのようなネットを投げます。組み合わせた足場は、ナムを所定の位置に物理的に閉じ込めて、ハローのような構造を形成することを示しています。研究者がラトランクリンAで細胞を治療したとき、アクチンを解体する薬物、ナム層が崩壊し、ATP潮が後退しました。
転移細胞がNAM駆動のATPサージに依存する場合、足場をブロックする薬物は、ミトコンドリアを広く中毒せず、健康な組織を節約することなく、腫瘍を侵襲性にする可能性があります。 「機械的ストレス反応は、新しい治療手段を開くことができる癌細胞の露出していない脆弱性です」と、この研究の共同著者であるVerena Ruprecht博士は述べています。
この研究では癌細胞を調べましたが、この研究の著者は、この現象が生物学の普遍的な現象である可能性が高いと強調しています。形態形成中にリンパ節、枝を伸ばすニューロン、および胚細胞を介して絞る免疫細胞はすべて、同様の物理的力を経験します。
「細胞が圧力にさらされている場合は、原子力エネルギーの増加がゲノムの完全性を保護している可能性が高い」とSdelci博士は結論付けている。 「それは細胞生物学における完全に新しい調節の層であり、細胞が激しい物理的ストレスの期間をどのように生き残るかについての理解の根本的な変化を示しています。」
参照：「ミトコンドリア由来の核ATPサージは、Ghaose、Fabio Pezzano、RémiBadia、Savvas Kurtis、Ilir Sheraj、Shubhamay Das、AntoniGañezZapater、Sara Musa-a-Aafaneh、Antoni Musa-aafaneh、AntoniGañezZapater、Savhamay Das、Savhhamay Das、Shubhamay Das、Shubhamay Das、Shubhamay Das、Shubhamay Das、Shubhamay Das、Shubhamay Das、Shubhamay Das、AntoniGañezZapaterによるReturne coll-manzano、katja parapatics、saškaivanova、Paulasànchez-fernàndez-de-landa、Dragana Radivojevikj、Valeria Venturini、Stefan Wieser、Antonio Zorzano、AndréC。Mhuller、Verena riprecht and sarasor自然コミュニケーション。
doi：10.1038/s41467-025-61787-x