抗癌药物通常通过诱发细胞凋亡来杀死癌细胞,但是常常因基因突变产生的抗药性或者对细胞凋亡的抵抗而影响治疗的效果,所以找到新的能够有效促进癌细胞死亡的方法尤为重要。随着对细胞死亡研究的日益深入,发现除了经典的细胞凋亡、自噬、坏死和免疫杀伤外,还有副凋亡、细胞胀亡和细胞焦亡等方式。细胞可以依据环境刺激类型的差异来主动或者被动地选择死亡途径。研究发现有些凋亡逃逸的癌细胞,非凋亡型细胞死亡的刺激因素会对其有作用。普遍存在于细菌上的机械敏感性离子通道Msc L,能够响应膜张力而开放,并形成直径达到30?左右的大孔道,同时通道的电导可以达到3 n S。Msc L是细菌的“紧急释放阀”,可以防止细胞在胞外渗透压降低时因过度吸水而膨胀裂解。虽然目前在真核细胞中并没有发现Msc L的同源蛋白,但是由于其分子量小(15 k Da)、功能稳定以及具有丰富的突变体库,有关Msc L在真核细胞上的探索逐渐增多,其机械敏感性在神经科学和癌症研究上的应用潜力引起广大研究者的兴趣。此外,原核和真核中均有研究报导Msc L的长时间开放会造成细胞活力的降低。本研究中,我们首先将功能获得性(GOF)突变体V23A-Msc L以及MTSET可激活的突变体G26C-Msc L在肝癌细胞Hep G2中实现功能性表达,发现相较于野生型(WT)Msc L,突变体V23A-Msc L具有很低的门控阈值,并伴有通道的少量自发开放;而G26C-Msc L在MTSET作用下可以维持开放状态。接下来通过检测Msc L开放程度不同对Hep G2细胞的生长活性、细胞膜系统、细胞核形态和钙稳态的影响。发现MTSET处理G26C-Msc L后造成通道的大量开放会引起细胞膜出泡,同时细胞形态骤然异常变化而导致细胞坏死;与之不同,GOF突变体V23AMsc L的表达导致Hep G2细胞出现大量与内质网共定位的胞质空泡而造成细胞死亡。此外,通过活细胞实时记录来追踪细胞死亡的过程,发现V23A-Msc L造成的胞质空泡化的细胞在死亡的过程中,经历了类似于G26C-Msc L细胞被MTSET激活后的细胞膜出泡现象,提示我们Msc L开放程度和细胞死亡方式之间有一定关联。我们的研究首次在肝癌细胞中通过Msc L的激活来杀死或杀伤癌细胞,并明确Msc L的开放造成Hep G2细胞非凋亡型细胞死亡的事实,同时Msc L的肝癌细胞致死效果在动物水平得到了验证。预示我们可以通过调节Msc L的门控特性来对癌细胞加以调控,为基于非凋亡的细胞死亡开发新的抗癌药物提供一个重要的研究方向。