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Cell Reports封面 | 王涛实验室发现PINK1在调节细胞生长中的作用机制
本站小编 Free考研考试/2021-12-29
2021年3月23日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院王涛实验室在《Cell Reports》杂志发表题为“Roles of PINK1 in regulation of systemic growth inhibition induced by mutations of PTEN in Drosophila”的封面文章(https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108875),研究人员用果蝇作为模式生物研究PINK1调节细胞生长的作用机制,发现其在调节肿瘤抑制因子PTEN突变引起的全身生长抑制中发挥重要作用。
目前,国内外对PINK1的研究重点依然集中在对帕金森氏综合征的致病机理上,而其在组织生长和肿瘤发生中的作用知之甚少。因此,研究PINK1在细胞生长中的功能(促进亦或抑制生长),解析其调节细胞生长的具体分子机制,不但能揭示其在肿瘤发生中的作用,而且也能为探究神经退行性疾病与癌症之间的关系奠定一定基础,同时将对癌症病人的治疗提供重要的理论基础和新的策略。
研究人员发现pink1突变体果蝇体重明显变轻,且细胞变小,这也证实PINK1在细胞生长中发挥重要作用。之前的研究发现,PINK1是在Parkin介导的线粒体自噬中发挥作用的,而作者发现parkin突变的果蝇细胞大小并没有变化,且过表达Parkin不能挽救pink1突变体体重变轻的表型,所以PINK1在细胞生长中的调控作用并不依赖于Parkin。生物体内控制细胞的生长有两种调节方式,分别是细胞自主调控(cell-autonomous)和细胞非自主调控(non-autonomous)。进一步的研究发现,在果蝇肌肉中特异性敲低PINK1也会导致体重变轻,说明肌肉是PINK1调控果蝇生长的重要场所,证实PINK1调控果蝇的生长存在非自主式调控方式。此外,研究人员发现pink1突变体果蝇体内糖原和甘油三酯的含量发生变化,表现出高血糖症,同时突变体果蝇细胞中胰岛素信号通路被抑制,而这是由于在pink1突变体果蝇中一个分泌性的胰岛素以及胰岛素类似物的拮抗剂Impl2显著增加导致。更为重要的是,研究人员发现在组织中特异性地敲低PTEN的表达可以导致果蝇的体重变轻,而这一表型与晚期癌症患者身体严重消瘦的表型相似,这也与pink1突变体果蝇体重减轻的表型一致。研究人员发现回补PINK1能恢复由PTEN突变引起的全身生长抑制的表型,从而揭示PINK1在pten驱动的癌症相关的恶病体质中的潜在作用。该研究系统地揭示PINK1调节细胞生长的机制,解析PINK1在细胞内独立于Parkin的又一重要生理功能;全面理解pten驱动的癌症相关的恶病体质的机制,解析PINK1在调节PTEN突变引起的全身生长抑制中的作用,也为治疗癌症相关的恶病体质提供理论基础和策略。
王涛实验室博士后韩勇超为本文的第一作者,王涛实验室的庄娜博士对本文也有重要贡献。王涛博士为本文通讯作者。该研究在北京生命科学研究所完成。
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