一项新的研究表明，阻断钙离子向线粒体的转移对癌细胞有毒，并损害小鼠肿瘤的生长，同时保留正常细胞。
一项新的研究表明，阻断钙向细胞能量生产中心线粒体（red）的转移可能选择性地杀死癌细胞，国家显微镜和成像研究中心的一项新研究表明，阻断钙离子（Ca2+）向线粒体的转移对癌细胞有毒，并损害小鼠肿瘤的生长，同时保留正常细胞。
所有细胞都使用钙离子作为信号剂来调节新陈代谢和其他细胞功能。阻止钙流入线粒体，线粒体是细胞中富含能量的ATP分子的主要生成者，造成了能量“危机”，正常细胞可以从中恢复，但癌细胞不能，这项研究表明，
这一新发现“[暗示]线粒体对钙的依赖是癌细胞的一个新特征，可以用来开发新的靶向癌症治疗方法，”宾夕法尼亚大学的资深研究作者J.Kevin Foskett博士在新闻稿中说。
这项研究的结果是发表在3月3日的《细胞报告》上。
是一种细胞能量危机
线粒体是细胞内的一个小室（细胞器），它分解营养物质，以ATP的形式产生能量，细胞利用ATP进行生化反应。Foskett博士的实验室先前的研究表明，钙离子不断地从另一个细胞间隔，内质网，或内质网，穿梭到线粒体。钙在内质网和线粒体之间的持续转移有助于通过一种称为氧化磷酸化的代谢过程来维持ATP的产生。
是一种特殊的受体蛋白质，称为InsP3Rs，用于跨越内质网膜的短形通道，允许钙以可控的方式流出。钙离子从内质网释放，然后进入相邻的线粒体。
与细胞系合作，由智利大学的César Cárdenas博士领导的研究小组，使用了一种在海绵中发现的化合物，称为XeB，它能抑制InsP3Rs，阻止钙从内质网流向线粒体。他们研究了XeB对乳腺癌和前列腺癌细胞系、转化为癌细胞的人成纤维细胞和类似的正常细胞的影响。
当钙进入线粒体被XeB阻断时，癌细胞和正常细胞都经历了一场“生物能量危机”，其特征是ATP生成减少和其他细胞代谢减慢的迹象。证实了Foskett博士实验室之前的工作，正常细胞通过激活一种称为自噬的机制在这场能量危机中幸存下来。在自噬或“自食其力”中，细胞循环利用细胞成分，在饥饿或压力条件下维持能量水平。当钙的流动受阻时，癌细胞也会激活自噬，但自噬反应不足以阻止癌细胞死亡。
进一步的实验表明，阻断钙转移会导致正常细胞停止分裂，这是能量短缺时的预期反应。相比之下，用同样的方法治疗的癌细胞继续分裂，但在细胞分裂的最后阶段细胞死亡，研究人员还发现，与未经治疗的肿瘤相比，通过一次注射XeB阻断InsP3R活性在一天内使肿瘤大小减少了近60%。在另一组老鼠实验中，每隔一天用XeB治疗一周，与同一动物的未治疗肿瘤相比，黑色素瘤肿瘤的大小减少了约70%。
一个意想不到的治疗靶点
。我们的研究表明，存在着完全意想不到的新靶点，可以通过靶点特异性地开发药物来杀死癌细胞Foskett博士说：“内质网中钙的释放和线粒体对钙的吸收，
”
“这项工作和其他研究组过去的工作提供了有力的证据，证明了内质网中钙的释放和线粒体对钙的吸收。”澳大利亚昆士兰大学的Gregory Monteith博士说：“cium信号在癌细胞中是改变的，他没有参与这项研究。在钙从内质网转移到线粒体的特殊情况下，称为
，我们现在需要更好地理解这一途径中的哪些蛋白质可以作为药理学靶点，并确保在调节后，这不会对其他可能导致抑制性副作用的细胞类型产生实质性影响，“Monteith博士说，”
Foskett博士和他的同事正致力于设计基于细胞系的高通量分析（实验室测试），以筛选可能达到这些新靶点中一个或多个的潜在药物。“我们还计划与癌症生物学家合作开发一些更好的动物模型来检验我们的假设，并将其推进到不同类型的癌症中，为了了解我们在细胞系和一种肿瘤中所看到的情况是否……在更稳健的模型中成立。
“了解癌细胞中细胞器间通讯模式是如何维持或改变的，是癌症生物学领域的一个新兴领域，”Michael Espey博士说。，在NCI的癌症生物学部门的癌症细胞生物学分支。“发现癌细胞过度依赖内质网钙离子的线粒体流动，为设计利用这种脆弱性的治疗方法开辟了新途径。”
