科大研究團隊破解重要的分子機制 為癌症藥物開拓新方向

2020-07-07

香港科技大學(科大)的研究人員揭示了平面細胞極性(Planar cell polarity,下稱PCP)中,控制核心蛋白傳送的分子機制。平面細胞極性是人體內調節細胞生長及活動的一個重要過程;有關研究將對開發癌症新藥物提供有用線索。

承載Frizzled-6的運輸工具
承載Frizzled-6的運輸工具

PCP是一個對人體組織發展及器官運作起著關鍵作用的生物過程。PCP機制出錯,會導致人體出現神經系統失調、骨骼發育異常或先天性心臟病等。更壞的情況是,癌細胞可奪取並利用PCP這個機制,促使其生長及擴散。

為替癌症治療提供一個新方向,由科大理學院生命科學部助理教授郭玉松領導的團隊,近日揭示一種名為捲曲受體6(Frizzled-6)的PCP核心蛋白,從細胞中被傳送至細胞表面以調控PCP的路徑。了解到這個運送路徑,科學家便可研究堵截捲曲受體6的運送方法,從而關閉被癌細胞干預的PCP機制,以抑制癌細胞的擴散。

這個分子機制可以物流及運輸流程作比喻﹕正如剛出廠的製成品,新造好的PCP蛋白需要在細胞內一個名為內質網(endoplasmic reticulum)的「工場」中被摺疊、改良及包裝。然後,這些蛋白便會經由「COPII外殼蛋白聚合體」中所製造的運輸工具,傳送至細胞內被稱為「高基氏體」的分流站。在這個分流站,蛋白會再被安排登上另一個指定的運輸工具,然後被運送至細胞表面。蛋白到達這個目的地後,便會開始調節PCP的過程。

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在今次研究中,郭教授發現捲曲受體6裏一個名為「多重鹼性基序」的特殊區域,會與COPII外殼蛋白聚合體的關鍵成分「SAR1A」產生交互作用。因此,阻截兩者的互動可令細胞內的包裝及傳送步驟陷入停頓,理論上能有效阻止癌細胞擴散。

郭教授說﹕「科學家一直知道PCP對癌細胞的生長發揮著關鍵的作用,但卻不清楚PCP蛋白傳送背後的分子機制。我們今次的發現,為設計能抑制蛋白運送至細胞表面過程的藥物,帶來重要啟示,透過抑壓被癌細胞劫持的PCP機制,可為癌症治療提供一個嶄新的方案。」

是次研究結果獲刊於《生物化學雜誌》。香港中文大學生命科學學院的姜里文教授和科大生命科學部閻言教授均參與了該項研究。

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捲曲受體6被輸出內質網的說明圖
捲曲受體6被輸出內質網的說明圖
郭玉松教授(左三)、閻言教授(左二)及其研究團隊
郭玉松教授(左三)、閻言教授(左二)及其研究團隊