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Cell Reports封面 | 王涛實驗室发现PINK1在调节细胞生长中的作用机制

發布時間:2021/03/29

2021年3月23日,北京生命科學研究所/清华大学生物医学交叉研究院王涛實驗室在《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,國內外對PINK1的研究重點依然集中在對帕金森氏綜合征的致病機理上,而其在組織生長和腫瘤發生中的作用知之甚少。因此,研究PINK1在細胞生長中的功能(促進亦或抑制生長),解析其調節細胞生長的具體分子機制,不但能揭示其在腫瘤發生中的作用,而且也能爲探究神經退行性疾病與癌症之間的關系奠定一定基礎,同時將對癌症病人的治療提供重要的理論基礎和新的策略。
研究人員發現pink1突變體果蠅體重明顯變輕,且細胞變小,這也證實PINK1在細胞生長中發揮重要作用。之前的研究發現,PINK1是在Parkin介導的線粒體自噬中發揮作用的,而作者發現parkin突變的果蠅細胞大小並沒有變化,且過表達Parkin不能挽救pink1突變體體重變輕的表型,所以PINK1在細胞生長中的調控作用並不依賴于Parkin。生物體內控制細胞的生長有兩種調節方式,分別是細胞自主調控(cell-autonomous)和細胞非自主調控(non-autonomous)。進一步的研究發現,在果蠅肌肉中特異性敲低PINK1也會導致體重變輕,說明肌肉是PINK1調控果蠅生長的重要場所,證實PINK1調控果蠅的生長存在非自主式調控方式。此外,研究人員發現pink1突變體果蠅體內糖原和甘油三酯的含量發生變化,表現出高血糖症,同時突變體果蠅細胞中胰島素信號通路被抑制,而這是由于在pink1突變體果蠅中一個分泌性的胰島素以及胰島素類似物的拮抗劑Impl2顯著增加導致。更爲重要的是,研究人員發現在組織中特異性地敲低PTEN的表達可以導致果蠅的體重變輕,而這一表型與晚期癌症患者身體嚴重消瘦的表型相似,這也與pink1突變體果蠅體重減輕的表型一致。研究人員發現回補PINK1能恢複由PTEN突變引起的全身生長抑制的表型,從而揭示PINK1在pten驅動的癌症相關的惡病體質中的潛在作用。該研究系統地揭示PINK1調節細胞生長的機制,解析PINK1在細胞內獨立于Parkin的又一重要生理功能;全面理解pten驅動的癌症相關的惡病體質的機制,解析PINK1在調節PTEN突變引起的全身生長抑制中的作用,也爲治療癌症相關的惡病體質提供理論基礎和策略。
王涛實驗室博士后韩勇超为本文的第一作者,王涛實驗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學研究所完成。



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