研究小组发现新的细胞器参与癌症转移
普林斯顿大学的一些顶尖癌症研究人员吃惊地发现，他们认为这是对癌症如何通过身体转移扩散的直接调查，却发现了液相分离的证据:这是生物学研究的新领域，研究生物物质的液体斑点如何相互融合，类似于熔岩灯或液体汞的运动。
“我们相信这是第一次发现相分离与癌症转移有关，”华纳-兰伯特/帕克-戴维斯分子生物学教授康宜宾说。他是最新一期杂志封面上的一篇论文的资深作者自然细胞生物学。
他们的工作不仅将阶段分离与癌症研究联系在一起，而且合并后的斑点产生了比它们各部分之和更多的东西，自我组装成一个以前不为人知的细胞器(本质上是细胞的器官)。
康说，发现一种新的细胞器是革命性的。他把这比作在太阳系中发现了一颗新行星。“有些细胞器我们已经知道100多年了，然后突然间，我们发现了一个新的!”
这将改变人们对细胞的一些基本认识，康的实验室2017届博士校友、现任博士后马克·埃斯波西托(Mark Esposito)说。埃斯波西托是这篇新论文的第一作者。“每个人都去上学，他们学到了‘线粒体是细胞的动力源’，以及一些其他有关细胞器的知识，但现在，我们关于细胞内部的东西、细胞如何组织自己和控制自己行为的经典定义开始改变，”他说。“我们的研究在这方面迈出了非常具体的一步。”
这项工作在三个普林斯顿教授实验室之间的研究人员之间的合作：康;Ileana Cristea，分子生物学教授和领先的专家质谱法活组织;和Cliff Brangwynne，6月K. Wu'92化学和生物工程教授和普林斯顿生物工程倡议的主任，他在生物过程中开创了相分离的研究。
“Ileana是一个生物化学家，Cliff是一个生物物理学家和工程师，而我是一个癌症生物学家——一个细胞生物学家，”Kang说。“普林斯顿是人们联系和合作的好地方。我们的校园很小。所有的科学系都紧挨着。伊莲娜的实验室其实和我的实验室在路易斯·托马斯的同一层!这些非常密切的关系在非常多样化的研究领域中，我们可以从许多不同的角度引入技术，并在理解癌症的代谢机制(如进展、转移和免疫应答)方面取得突破，同时还可以提出新的靶向方法。”
最新的突破，以尚未命名的细胞器为特征，增加了对Wnt信号通路作用的新认识，该系统的发现使Eric Wieschaus获得了1995年的诺贝尔奖，Eric Wieschaus是普林斯顿大学的Squibb分子生物学教授和Lewis-Sigler综合基因组学研究所的教授。Wnt通路对无数有机体的胚胎发育至关重要，从微小的无脊椎昆虫到人类。威斯肖斯发现，癌症可以利用这一途径，本质上破坏了它像胚胎一样快速生长、生长肿瘤的能力。
随后的研究表明，WNT信号通路在健康的骨生长中发挥多种作用以及与骨骼转移的癌症。康和他的同事正在研究WNT，一种称为TGF-B的信号分子之间的复杂相互作用，以及当他们发现这款新细胞器时命名为Dact1的相对未知的基因。
Esposito表示，将其视为风暴前的恐慌购物。在暴风雪或囤积手中购买面包和牛奶，在流行上迫在眉睫的时候，囤积卫生纸 - 不仅仅是人类的特征，事实证明。它们也发生在蜂窝水平上。
它是这样工作的:恐慌的购物者是DACT1，暴风雪(或大流行)是TGF-ß。面包和洗手液是酪蛋白激酶2 (CK2)，在风暴来临的时候，DACT1会尽可能多地吸收它们，而新发现的细胞器则会将它们封存起来。通过囤积CK2，购物者阻止了其他人制作三明治和洗手，也就是阻止了Wnt通路的健康运行。
通过一系列详细和复杂的实验，研究人员拼凑出了这个故事:骨肿瘤最初诱导Wnt信号，并在骨骼中传播(扩散)。然后，大量存在于骨骼中的TGF-b激发了恐慌购物，抑制了Wnt信号。肿瘤会刺激破骨细胞的生长，从而清除老化的骨组织。(健康的骨骼是通过两个步骤不断得到补充的:破骨细胞洗掉一层骨头，然后成骨细胞用新材料重建骨骼。)这进一步增加了TGF-b浓度，促使更多的DACT1囤积和随后的Wnt抑制，这在进一步的转移中被证明是重要的。
通过发现DACT1和这种细胞器的作用，康和他的团队发现了新的可能的抗癌药物靶点。“例如，如果我们有办法破坏DACT1复合体，也许肿瘤会扩散，但它永远不可能‘生长’成威胁生命的转移。这就是我们的希望。”
Kang和Esposito最近共同创立了Kayothera，以追求患有晚期或转移性癌症的患者的药物的发展，基于他们在康实验室的工作。“马克正在做的那种基本研究都呈现出突破性的科学结果，也可以导致医学突破，”康说。
研究人员发现，DACT1还扮演着许多其他角色，而他们的团队才刚刚开始探索。与Cristea团队的质谱合作揭示了这个神秘细胞器中超过600种不同的蛋白质。质谱法让科学家们可以找出几乎任何在显微镜载玻片上成像的物质的确切成分。
埃斯波西托说:“这是一个比控制Wnt和TGF-b更动态的信号节点。”“这只是生物学新领域的冰山一角。”
这是相分离和癌症研究它仍处于起步阶段，但已经显示出巨大的潜力，论文合著者布兰温说。
他说:“生物分子凝聚在癌症中的作用——包括它的发生，特别是它通过转移扩散——仍然不清楚。”“这项研究为人类的相互作用提供了新的见解癌症信号通路和凝析物生物物理学，它将开辟新的治疗途径。”
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