中研院解開「細胞大規模死亡」百年之謎 有助癌症治療!登上《自然》期刊

生活 文教
2024/07/18 17:30
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【記者王良博/台北報導】生命發育過程中,細胞會迅速增生,但增生的同時也伴隨大規模的細胞死亡。中研院分子生物研究所助研究員陳昇宏的研究團隊,首度發現「活性氧化物」所造成的鐵死亡觸發波(ferroptosis trigger wave),是造成大規模細胞死亡的原因,解開百年之謎。這項研究有助於提供癌症治療的新解方,也登上國際頂尖期刊《自然》(Nature)。

中研院分子生物研究所助研究員陳昇宏的研究團隊,發現「活性氧化物」所造成的鐵死亡觸發波,是造成大規模細胞死亡的原因。中研院提供
中研院分子生物研究所助研究員陳昇宏的研究團隊,發現「活性氧化物」所造成的鐵死亡觸發波,是造成大規模細胞死亡的原因。中研院提供
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中研院今天舉行此項研究的成果發表會,所謂細胞的「鐵死亡」,是近年科學界所發現的細胞死亡方式,但科學界認識不多。

中研院表示,陳昇宏團隊的研究,運用化學與基因的量化調控發現,活性氧化物的「訊息回饋迴路」,是鐵死亡觸發波發生與傳播的主要機制。

活性氧化物、訊息回饋迴路是什麼?
活性氧化物(Reactive Oxygen Species, ROS)是生物體內進行有氧代謝時,產生的過氧化物和含氧自由基等,過多的活性氧化物,會對細胞和基因結構造成損壞。
訊息回饋迴路(feedback loops)包含鐵介導的Fenton反應、NADP氧化酶信號傳導和谷胱甘肽合成途徑。

 

陳昇宏指出,不同於單次造成兩、三個細胞死亡的擴散作用,由活性氧化物引起的鐵死亡觸發波,一次可使動輒數百萬個細胞死亡。

他解釋,鐵死亡觸發波的機制,是透過化學訊號將細胞的開關打開,當細胞接收到訊息後,再傳給下一個細胞,類似骨牌效應的概念。

陳昇宏研究團隊找到細胞大規模死亡的原因,圖為研究團隊合影。中研院提供
陳昇宏研究團隊找到細胞大規模死亡的原因,圖為研究團隊合影。中研院提供

陳昇宏也說,研究團隊使用24小時不間斷的細胞縮時動態攝影,結合大數據影像分析,發現鐵死亡觸發波可藉由化學訊號的連續觸發,進行長距離、無邊際的等速傳播。他形容,鐵死亡觸發波引起的大規模細胞死亡,可以清除大面積的臨時組織,「就像在雕刻一件藝術品一樣」。

除了解開細胞大規模死亡之謎,研究團隊也發現,活性氧化物由體內生成,鐵死亡觸發波在生命發育中,會展現出一套獨特的細胞演化記憶。

至於此一研究成果,能帶來哪些哪些益處,中研院指出,在生命發育過程中,細胞的增生和死亡均在器官生成的過程扮演不同作用,這項研究探討細胞大規模死亡的原因,亦提出「鐵死亡觸發波」擔任雕琢生命之手的角色,有助於為癌症治療提供新的解方。

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