可望抗癌 中研院發現「鐵死亡觸發波」
中研院分子与细胞学程博士生许碧领(右起)、分子生物研究所助研究员陈升宏与博士后研究学者吴嘉洲,发现「铁死亡触发波」,相关研究未来可应用于癌症治疗。记者林澔一/摄影
生命发育过程中,细胞迅速增生,分化出各种组织与器官,但增生的同时也伴随大规模细胞死亡,这现象过去在鸡胚胎中被发现,二○一二年正式被命名为「铁死亡」。中研院最新研究发现,活性氧化物所造成的「铁死亡触发波」,是造成细胞大量死亡的原因,相关研究未来可应用于癌症治疗、农作物病虫害防治等领域。
中研院分子生物研究所助研究员陈升宏表示,研究团队利用数学建模,验证铁死亡触发波的细胞讯号传导回路机制,为透过化学讯号将细胞的开关打开,当细胞接收到讯息之后,再传给下一个细胞,类似骨牌效应的概念,为器官生成过程提出重要研究解释。
陈升宏说,造成铁死亡触发波是由活性氧化物引发,此为生物体内进行有氧代谢时的产生物,包括过氧化物和含氧自由基等,过多的活性氧化物将导致细胞和基因结构损坏,研究经廿四小时不间断的细胞缩时动态摄影,结合大数据影像分析,发现压力逐渐增大,铁死亡触发波速度会愈来愈快。
陈升宏指出,脑中风、肾衰竭等疾病和细胞大面积死亡有关,细胞膜的脂质会借由氧化过程,发生形状上的改变甚至断裂,细胞膜破裂后就会造成细胞死亡,由活性氧化物引起的铁死亡触发波,一次动辄可使数百万个细胞死亡。
铁死亡触发波的特性在于,经过触发波的细胞几乎百分之百都会死掉,陈升宏说,研究发现癌细胞对铁死亡特别敏感,主因是癌细胞长得快,就会产生多样化压力,容易受到铁死亡影响而死亡,但癌症治疗后,很多细胞会存活下来产生抗药性,也许铁死亡触发波可以提供一种新策略。
事实上,在植物细胞中也有铁死亡的现象。陈升宏推测,植物、动物都有细胞膜可能都会出现铁死亡触发波,未来也许有望应用于植物病虫害防治等领域,此研究成果已登上国际顶尖期刊「自然」。