核膜是抗癌的关键——西兰花化合物诱导酵母细胞死亡和自噬

　　

   

   

广岛大学的科学家们发现了一种化学化合物DIM的新生物活性，这种化合物来自西兰花家族。左上:DIM损伤核膜显微图。

西兰花除了营养之外还有其他好处。这种分子存在于西兰花、卷心菜和更多的人体内，可被消化为DIM，这种化合物的好处比它的名字所暗示的要多，比如能诱导乳腺癌、前列腺癌和结肠癌细胞死亡。现在，研究人员开始了解支撑这种分子行为的机制——这些信息可能有助于阐明未来的抗癌治疗。

在2021年12月10日发表在《PLoS ONE》杂志上的一份报告中，广岛大学的研究人员总结了他们的发现，DIM，或称3,3 ' -二吲哚基甲烷，也会触发受控的全细胞死亡和裂变酵母中细胞成分的循环。纳米颗粒诱导的损伤机制是否在人类身上是保守的还有待观察，但论文作者Masaru Ueno解释说，单细胞分裂酵母可以更容易地检测模拟更复杂生物体行为的分子机制。

“我们发现，这种化学化合物DIM能够诱导破坏裂变酵母的核膜的新型生物活性，”Ueno说，他是广岛健康衰老研究中心的副教授。

核膜包裹着细胞的遗传信息。一旦遗传物质被复制，由内外膜组成的核膜就会压缩成两个或一部分，导致曾经是一个细胞的地方变成了两个细胞。

“核膜的完整性对人类健康非常重要，”Ueno说。“导致核膜缺陷的突变会加速衰老。在癌细胞迁移过程中，核膜也会破裂并自我修复。”

细胞的部分修复过程被称为自噬。它是细胞成分的降解途径，在这里细胞将消耗其内部部分来保存能量和简化维持生命的过程。Ueno还指出，自噬与衰老和与衰老相关的疾病都有关系。如果修复不再是一种选择，细胞就会在一种被称为凋亡的程序性死亡过程中破裂。根据Ueno的说法，许多细胞毒性抗癌药物是通过诱导细胞凋亡来发挥作用的，因此能够控制这一过程可以帮助维护和改善人类健康。

“我们的结果表明，核膜可能是DIM的早期目标之一，”论文作者、广岛大学生命综合科学研究生院的研究生Parvaneh Emami说。

这一发现建立在德国一个研究小组之前的一份报告的基础上，该小组发现，高浓度的DIM可以延长裂变酵母的寿命。一种诱导细胞凋亡的化合物可以延长生物体的寿命，这似乎是违反直觉的，但Emami解释说，DIM似乎只有在指数分裂的细胞中才会促进这种行为——比如癌症。如果癌细胞死亡，生物体可以活得更长。

Ueno说:“最近对人体的研究表明，DIM是一种潜在的抗癌药物，可以诱导多种癌症类型的细胞凋亡，包括乳腺癌、前列腺癌、胃癌和胰腺癌。”研究还表明，DIM诱导癌细胞自噬。然而，自噬对肿瘤形成和进展的影响尚未完全了解。通过DIM对分裂酵母细胞凋亡和自噬机制的认识，可能有助于人类癌症和长寿的研究。我们认为，对核膜结构的研究可能是这些案例的一个很好的起点。”

研究人员将继续研究DIM在裂变酵母中的作用。

Emami说:“我们想要了解DIM是如何破坏裂变酵母的核膜的，这可能有助于开发一种杀死癌细胞的一流药物。我们还想了解DIM诱导裂变酵母自噬的机制，这可能有助于了解如何延长人类寿命。”

3,3’-Diindolylmethane induces apoptosis and autophagy in fission yeast