癌細胞および正常細胞の酸化ストレス下における脂質過酸化が膜透過性に与える影響

我々は、脂質過酸化生成物が細胞膜の構造的および動的特性に与える影響を調査するために分子動力学シミュレーションを実施した。我々のシミュレーションは、細胞膜のモデルシステムであるリン脂質二重膜における脂質の秩序が脂質過酸化生成物の添加により減少することを予測している。最終的には、すべてのリン脂質が酸化されると、孔の形成が発生する可能性がある。これにより、反応性種、すなわち反応性酸素および窒素種（RONS）が細胞内に入り、DNAやタンパク質などの細胞内高分子に酸化的損傷を引き起こす。反対に、リン脂質二重膜のコレステロール分率が増加するにつれて、細胞膜の秩序は増加し、最終的には特定のしきい値に達し、コレステロールが膜を孔形成から保護できるようになる。この発見は、RONSの大量生成を伴うプラズマ技術による癌治療や、細胞外RONSの濃度を増加させる他の癌治療方法にとって重要である。実際、癌細胞は健康な対照細胞よりもコレステロール含量が少ない。このため、脂質過酸化の影響に対してより脆弱であり、最終的にRONSが細胞内部に浸透し、酸化ストレスを引き起こし、プロアポトーシス因子を誘導する。このことは、プラズマが癌細胞を選択的に治療できる理由を分子レベルで初めて洞察するものであり、健康な対照細胞には損傷を与えないことが実際に実験的に示されている。