渗透压失控可能致癌
细胞分裂,细胞核,1渗透压是细胞分裂的原动力,2升高渗透压,促进细胞分裂,3渗透压升高启动DNA复制,4渗透压与细胞骨架通过改变细胞形态调节细胞分化,5细胞分裂速度同步于渗透压升高速度,6恶性肿瘤是渗透压调控机制被不断破坏的结果,7靶向渗透
张 丰,蒋润民,王 贺,刘振儒,薛鑫淼,张 涵,张泽宇(空军军医大学:西京医院病理科暨基础医学院病理学教研室,学员六大队二十三队,学员五大队十八队,学员五大队十九队,学员一大队三队,陕西 西安 700)目前已经普遍接受癌变是癌基因激活和抑癌基因失活的观点,现在临床上主要针对癌基因而不是抑癌基因来治疗恶性肿瘤。由于激活突变的癌基因存在很大的异质性,因此,个体化治疗是目前一个重要趋势。但是,不是所有的恶性肿瘤都可以应用个体化靶向治疗药物,另外,靶向药物昂贵,因此,临床依然迫切需求新的经济有效的治疗策略。
寻求新的治疗方法,需要对癌变机制有新的认知。癌细胞的特点是异常增殖,因此深入理解细胞增殖机制,是理解癌变机制的基础。传统的观点认为生长因子和细胞周期调节因子是细胞不断增殖的启动因素[1],在该观念的指导下,有大量相关实验文献发表。但是,深入思考后会发现该理论依然存在问题,比如,细菌的生长不需要生长因子,也没有明显的细胞周期调节因子[2],因此细胞增殖机制可能还存在更深层次的解释。
1 渗透压是细胞分裂的原动力
细胞结构很复杂,这些复杂的结构常常扰乱我们的研究思路,我们实验室从细胞膜的物理学特点出发,试图从物理角度理解细胞的分裂机制。细胞膜是脂质双分子层,在水中容易形成直径约10~30 nm的球状结构,除此之外,细胞膜还具有半透膜特点,允许水分子和脂类自由通过,但是大分子和离子无法自由通过[3]。由于细胞内物质摩尔浓度一般大于细胞周围的物质摩尔浓度,因此,细胞内的渗透压一般大于细胞外的渗透压,比如,细菌、真菌和植物细胞内的渗透压常常达到4~5个大气压的压强[4]。但是,一般认为哺乳动物细胞内外渗透压差别不是很大,因此,人们很少从渗透压角度理解哺乳动物细胞的分裂机制。但是,一些常见的现象提示我们,哺乳动物细胞内外的渗透压并不天然相等,比如,短时间缺血缺氧,细胞会水肿胀大,稍长时间,细胞会肿胀坏死,因此,哺乳动物细胞内外渗透压的平衡需要耗费能量。事实上有体外实验表明,细胞产生的能量至少20%用于维持细胞内外渗透压平衡的调节[5]。因此,哺乳动物细胞如果不主动调节细胞内外渗透压,就会像肥皂泡一样很快胀破,只有控制渗透压,细胞才可能不会肿胀坏死。反过来,既然渗透压有如此大的力量,如果细胞进化出控制渗透压升高的分子调节机制,那么就有可能利用渗透压的力量来完成细胞分裂过程,这样,渗透压就不再是破坏力,而是细胞分裂的动力。因此我们前期提出了渗透压是细胞分裂的原动力假说[6]。
2 升高渗透压,促进细胞分裂 ......
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