新快报讯 如果将细胞膜比喻为保护细胞的“城墙”,那么“城墙”破裂,细胞内容物(如DNA、炎症分子)倾斜而出,引发周围细胞的强烈反应。在肺损伤、败血症和肿瘤治疗的位环境中,抑制炎症风暴能有效为生命护航。
近日,由中山大学附属第一医院团队牵头联合美国罗格斯大学科研人员,通过大规模遗传筛选鉴定了细胞死亡过程中调控膜破裂的关键蛋白NINJ1,破解细胞膜的“脆弱密码”。该研究发现有望为治疗脓毒败血症等与炎症风暴相关的疾病探索新思路,该结果在线发表在《自然》(Nature)。
中山一院院长肖海鹏表示,这项研究成果是中山一院推动基础研究与临床诊疗交叉融合,促进医学创新的又一里程碑。
发现细胞破裂的“开关密码”
细胞膜就像保护细胞的“城墙”,维持着细胞内外环境的稳定。但当细胞遭遇外力挤压、血流冲击或组织拉伸时,细胞膜可能破裂,并将细胞内容物(如DNA、炎性分子)倾泻而出,引发周围细胞的强烈反应。
这种被称为“质膜破裂”的现象,不仅是多种细胞死亡的最终结局,更是免疫激活、组织损伤乃至炎症风暴的重要触发点。这种免疫风暴会造成脓毒血症等危及生命的重症。
然而,长期以来医学界一直存在着未解问题:当机械力过强时,是什么决定了细胞膜是否会“撕裂”?是否有专门的调控因子参与这类极端应激反应?
中山大学附属第一医院精准医学研究院研究院许杰团队为此对几千个人类多跨膜蛋白进行系统性敲低筛选,通过自主创新的高通量机械张力刺激设备,发现一种名为NINJ1的跨膜蛋白在多种细胞类型中都显著影响机械张力下膜破裂的概率。
该研究团队还进一步揭示NINJ1蛋白的作用机制:当它活跃时,细胞膜在压力下更容易破裂;当它被敲除时,细胞膜就变得异常“结实”,抗压能力大大增强。
为脓毒血症等重症找到新的治疗思路
许杰表示,在临床层面,NINJ1可能成为调节应力相关组织损伤、过度炎症反应乃至自身免疫疾病的新型靶点。
“在重症监护室里,有一种叫‘脓毒败血症’的严重疾病,这是一种严重的全身免疫性反应,速度非常快,危害很大。这种不受控制的免疫反应一般由体内大量细胞死亡诱发,但分子机制目前尚不明确”,许杰表示,这项研究展示了细胞破裂的生物物理机理,我们可能可以从源头上进行制止、缓解,并对下游炎症风暴的发生发展进行干预。
许杰介绍,在下一步的研究转化方面,目前计划进行小分子药物和纳米抗体的开发,“纳米抗体比传统抗体更小,穿透力更好;小分子药的好处是可以做成药片,方便口服。这两种转化会同时进行”。、
采写:新快报记者李斯璐 通讯员彭福祥 章智琦 梁嘉韵报道