mTOR信号通路调节细胞能量代谢的机制

细胞正常代谢过程需要持续的能量供给,而线粒体是细胞内氧化磷酸化和合成ATP的主要场所.m TOR作为细胞营养感应和能量调节因子,调控细胞的新陈代谢以及细胞周期进程和细胞生长.本文综述了m TOR对细胞线粒体功能的调控机制,m TOR与AMPK在细胞内交互调控能量平衡以及m TOR整合氨基酸和能量感应通路,以期为营养学或药理学中对癌症以及肥胖和糖尿病等代谢性疾病的干预和治疗提供指导.     

mTOR信号通路在乳脂合成中的调控作用

乳脂肪含量与组成是构成牛奶重要营养品质的主要物质基础之一。牛乳脂肪的主要成分是甘油三酯,乳腺细胞以细胞内合成和胞外摄取两种形式获得脂肪酸并进一步合成甘油三酯。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)是一个进化上十分保守的蛋白激酶,与其他蛋白一起组成m TOR信号通路,通过感受细胞内外的营养状况进而调控细胞生长和代谢,在乳脂合成中发挥重要作用。综述了m TOR信号通路在乳脂合成中的作用与机制,并结合研究现状展望了未来研究热点。     

浅谈物质代谢网络的交汇点——mTOR

当营养、生长因子和能量代谢驱动碳水化合物分解功能,加速蛋白质、脂肪及氨基酸的合成代谢时,细胞便加速生长繁殖。哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)可整合营养、生长因子及能量等外界因素对细胞的刺激,调控细胞的增殖分化。m TOR存在两种复合体形式:mTORC1和m TORC2。mTORC1可接受来自生长因子、氨基酸、能量及炎症反应等多种信号,促进细胞增殖,在维持代谢稳态中具有重要作用。当缺失mTORC1时,细胞生长及蛋白质合成受到抑制并诱导自噬的发生。m TORC2则与细胞骨架、脂类分解、胰岛素抵抗、Akt等激酶的激活作用相关。本文中我们将综述近期发现的m TOR上下游信号分子,系统解析m TOR通过调节蛋白质、核酸和脂类代谢来促进机体生长和细胞增殖的分子机制。     

植物TOR激酶响应上游信号的研究进展

雷帕霉素靶蛋白(TOR)是真核生物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶, 能整合营养、能量、生长因子及环境信号, 协调细胞增殖、生长和代谢等过程, 是真核生物生长发育的核心调控因子。近年来, 随着相关研究系统的建立, 植物TOR的功能和机制研究取得了众多突破, 发现其进化上保守的生物学功能及植物中特有的信号通路。该文概述了TOR蛋白复合体的构成, 以及植物TOR响应糖、营养元素(氮、磷和硫)、激素及逆境胁迫信号来调控下游基因转录、蛋白翻译、代谢、细胞自噬和胁迫应答等生物学过程的分子机制, 并提出了植物TOR领域一些亟待解决的科学问题, 以期为全面揭示植物TOR的生物学功能提供参考。     

mTOR信号通路与肾上腺肿瘤发生发展的关系进展

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,是细胞内调控生长、增殖的中心信号分子,与肿瘤发生、发展关系密切.近年发现,m TOR信号通路在肾上腺肿瘤的发生发展中扮演重要角色.许多研究证实,PI3K/Akt/m TOR信号通路的关键蛋白Akt、m TOR、S6K1、4EB-P1的磷酸化水平在肾上腺皮质癌(adrenocortical carcinoma,ACC)和嗜铬细胞瘤(pheochromocytomas,PCC)中均明显高于正常肾上腺组织,且可能与肾上腺肿瘤的恶性转化相关.胰岛素样生长因子2基因的杂合性缺失、PTEN的生殖系突变、微小RNA表达异常均可激活PI3K/Akt/m TOR信号通路,使得血管内皮生长因子、细胞周期蛋白等分子过表达,从而产生抑凋亡、促增殖、促血管形成等效应,使组织呈现出肿瘤特征,并促进肿瘤的侵袭和转移.目前,细胞和动物模型研究已证实m TOR抑制剂对ACC与PCC有良好的疗效,且联合其他抗癌药物治疗效果更佳,这给肾上腺肿瘤患者的治疗带来了新的希望.本文总结了近年来m TOR信号通路与肾上腺肿瘤发生、发展的关系进展,希望为肾上腺肿瘤的机制研究及临床治疗提供实验室依据.     

mTORC1通路中氨基酸信号转导相关机制研究进展

雷帕霉素靶点蛋白（target of rapamycin,TOR）作为细胞内重要的生长和代谢调节中枢,主要通过形成两种复合物TORC1与TORC2发挥其功能。其中TORC1接收广泛的细胞内信号,如氨基酸水平、生长因子、能量以及缺氧状态等,通过调控蛋白质合成来促进细胞的增殖与生长。在这些信号当中,氨基酸不仅能够激活TORC1通路,还同时作为其他信号激活TORC1的必需条件。目前,对于生长因子和能量水平激活TORC1过程的分子机制已有较深入的认识,而对于氨基酸信号如何转导至TORC1的分子机制直到近年来才有了新的突破。该文通过梳理已发表的哺乳动物细胞中氨基酸信号调控mTORC1分子机制的相关实验结论,对该领域的研究方向进行了总结和展望。     

甜蜜的相遇——营养与激素信号协同调节植物生长的新机制

为应对持续不断的环境压力和逆境胁迫,植物需要整合内部和外部信息来调整自身的生长发育,以适应环境。其中,可溶性糖不仅是基础能量和营养代谢的必需分子,也是参与植物生长发育和应对胁迫的信号分子。然而,植物整合糖信号,平衡营养代谢和胁迫应答的分子机制尚不清楚。最近,福建农林大学熊延团队发现,居于植物营养感受通路中心地位的TOR...     

Wnt信号通路对细胞增殖的调控

Wnt信号通路是一种在进化上高度保守的信号通路,在机体细胞的生长、发育以及代谢平衡等过程中发挥重要作用。细胞增殖是生物体生长、发育和遗传的基础。许多研究发现,Wnt信号通路中关键分子的变化会促进或抑制细胞增殖。现综述Wnt信号通路的组成、调控机理以及Wnt信号通路对细胞增殖的调控,并讨论基于Wnt信号通路影响细胞增殖的理论开发治疗癌症药物的可能性。     

代谢物感受与信号传递

代谢物感受及信号传递是最基本的生命活动之一。细胞在生物进化过程中产生了多种多样的机制感受内外环境中的代谢物波动,以协调细胞代谢本身以及代谢与其他生物学过程。虽然经过几十年的研究,细胞代谢网络已被清楚地解析和绘制,但人们对细胞感受代谢物波动的机制及其生理功能仍缺乏足够认识。除了经典的感受能量和氨基酸营养状态的AMPK和mTOR通路外,对于新的代谢物感受器分子以及代谢物感受机制了解甚少。根据目前对代谢物感受的认识,代谢物感受通路由感受器、信号转导蛋白和效应蛋白构成。代谢物的浓度变化可通过代谢物感受器、代谢物感受模块或代谢物分子对靶蛋白的化学修饰三种不同方式被细胞感受,并调控相应生理活动。细胞采取多种机制感受糖类、脂类、氨基酸、代谢中间体等代谢物的变化,整合细胞的营养和代谢状态,作出相应决策,协调生命活动的正常进行。代谢物感受异常是肿瘤代谢重塑的重要组成部分,因此代谢物感受也成为极具潜力的肿瘤代谢靶点。     

Sestrins在AMPK/mTOR调控细胞能量代谢中的作用研究进展

一磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是细胞内两个重要的能量感受分子。AMPK主要调控分解代谢,而mTOR主要影响合成代谢,两者在调控细胞代谢平衡过程中发挥重要作用。Sestrins是新近发现的一类进化高度保守的应激诱导蛋白,可保护细胞免受氧化应激的损伤。此外,Sestrins还能调控AMPK/mTOR信号通路活性,从而影响组织细胞的能量代谢稳态,但其机制尚不明确。本文将主要针对Sestrins与AMPK/mTOR信号通路之间的调控关系以及对细胞能量代谢影响的最新研究进展加以综述。     

p53参与代谢调控的研究进展

p53作为肿瘤抑制因子,其不仅参与遗传毒性应激调节,而且在代谢平衡调控中也发挥重要作用。当机体或细胞处于不同生理逆境时,活化的p53通过参与糖代谢、脂肪酸代谢、ROS水平等相关调节信号通路影响各种代谢途径,进而通过诱导细胞周期阻滞、修复、衰老或凋亡的发生,最终调控机体或细胞产生代谢应激。总结了近年来p53途径的相关报道,对p53与癌症、代谢综合证的关系进行了阐述,以期为进一步理解p53参与的代谢调控提供参考。     

病毒感染影响宿主细胞葡萄糖代谢研究进展

病毒挟持宿主细胞代谢以实现自身的复制和增殖,糖类作为宿主细胞最主要能量来源及大分子物质合成重要碳源,在病毒增殖过程中其代谢受到严密调控。本文从病毒感染影响葡萄糖转运、糖代谢(糖酵解、磷酸戊糖途径、糖异生)以及胰岛素信号通路等3个方面概述病毒感染影响宿主细胞葡萄糖代谢研究进展,以期为病毒影响细胞葡萄糖代谢研究提供参考。     

TOR信号调控真菌细胞的生长与代谢

TOR(target of rapamycin)是一类进化上保守的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,是真核细胞响应环境信号调控生长和代谢的关键因子。真菌TOR信号途径在营养、压力环境等刺激下,通过核糖体生物合成、营养物质摄入及代谢等过程调节维持胞内稳态。本文主要综述了酵母细胞TOR及TOR复合物的结构,以及近年来真菌TORC1蛋白在不同营养环境、压力等条件下对细胞生长与自噬、代谢以及胁迫生理响应等生命活动的调控机制进展及未来发展方向,为真菌TOR调控生长和代谢产物提供新思路。     

mTOR信号通路及其在头颈肿瘤研究中的进展

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)在肿瘤的发生、侵袭、转移,甚至肿瘤的局部复发都起着重要的作用。头颈肿瘤作为全球最常见的癌症死亡原因之一,有多元的逐步恶化的过程。近年来研究表明m TOR信号通路的异常表达是头颈肿瘤最常见的病理改变之一,且m TOR信号通路的多种组成元件与头颈肿瘤患者的预后有明显的相关性,这不仅可为头颈肿瘤的特异性靶向治疗提供依据,而且也可为预测头颈肿瘤患者的预后提供参考。本文就m TOR信号通路及其在头颈肿瘤中的作用做一综述,旨在对m TOR信号通路和头颈肿瘤及其预后的关系有更进一步的认识。     

腺苷-磷酸激活的蛋白激酶在脂类营养代谢中的研究及应用

腺苷-磷酸激活的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase,AMPK）是公认的重要能量感受酶。其作用与多个代谢途径有关,尤其在脂类营养代谢过程中发挥着关键的调控作用。AMPK对脂质代谢的调控通过多个信号通路进行,涉及到骨骼肌、肝脏、乳腺等多个组织。对AMPK调控脂类营养代谢机理的研究为2型糖尿病、脂肪肝、肥胖症、癌症等多种疾病的治疗提供了靶点,但AMPK在奶牛乳腺组织的研究较少,其在提高奶牛生产性能方面潜能巨大。     

鱼类生长的神经内分泌调控

个体生长是由调控体内包括能量代谢和肌肉生长等多种生理信号通路共同影响的多基因调控性状.在参与脊椎动物生长过程的主要调控信号通路中,生长的内分泌调控轴及其组成信号起主要的作用.鱼类生长的内分泌调控轴和其生长调控的研究深受重视,包括生长激素、上游下丘脑激素、胰岛素样生长因子和下游分子等.许多的信号分子在体内不仅具有促进组织生长的作用,还具有对许多营养物质的代谢调控作用.体内其他内分泌调控轴也会对生长调控轴产生不可忽视的影响.本文主要归纳了近期硬骨鱼类生长内分泌调控轴的最新研究进展,包括最近利用遗传操作技术获得的相关体内模式的研究结果,并通过对这些最新研究的归纳,展示当前鱼类生长内分泌调控轴研究领域的新认识和新挑战.     

危重症疾病中支链氨基酸非营养代谢作用

严重创伤、烧伤、感染等危重症疾病可诱发全身炎症反应和多器官损伤,此时蛋白质分解增强,尿氮丢失,出现负氮平衡,氨基酸代谢特别是支链氨基酸(BCAA)代谢出现明显紊乱。BCAA对多器官损伤患者不仅具有单纯的营养支持作用,还可通过调控哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)等信号通路参与炎症反应、氧化应激、免疫调节和体液内分泌等。另外,血中异常水平的BCAA也可以作为疾病的生物标记物。     

植物雷帕霉素靶蛋白(TOR)信号通路研究进展

雷帕霉素靶蛋白(TOR)是一种存在于真核生物中进化保守的丝氨酸/苏氨酸激酶,通过调节细胞周期、蛋白质合成、细胞能量代谢等多种途径发挥重要的生理功能。作为真核生物生长发育与免疫应答中最重要且高度保守的宏观调控者之一,TOR已成为近年生物学领域一个新的研究热点。本文主要阐述了TOR在生物中高度保守和对雷帕霉素敏感的特性,及其在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、玉米(Zea mays)、豌豆(Pisum sativum)等植物中对生长、SnRK-TOR信号通路、糖代谢及防御反应的影响。     

线粒体自噬影响胰岛素抵抗的作用及机制

胰岛素抵抗（IR）是诱发许多代谢疾病的关键因素,包括代谢综合征、非酒精性脂肪性肝病、动脉粥样硬化和2型糖尿病（T2DM）。随着相关代谢疾病日益增多,寻找新的治疗靶点迫在眉睫。线粒体自噬是一种选择性自噬,其通过清除受损和功能失调的线粒体以维持正常线粒体功能和能量代谢。研究发现,线粒体自噬在代谢疾病中有积极作用,线粒体自噬受到各种信号通路与信号分子调控而改善代谢疾病,如AMPK/ULK1、PINK1/Parkin信号通路以及BNIP3/Nix和FUNDC1等信号分子。本文阐述了线粒体自噬在胰岛素抵抗中的作用及调控机制,综述了近年的相关研究进展。     

miRNA靶向mTOR相关信号通路对肿瘤的影响

miRNA是一类含有22个nt左右的内源性短小非编码RNA,可作用于mRNA使之降解或者抑制翻译来调节靶基因的表达。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammals target of rapamycin,mTOR)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,近年来有研究表明mTOR集成了多个信号通路控制着有机体的生长和体内平衡。目前,大量研究表明miRNA能靶向mTOR相关信号通路对肿瘤产生影响。因此,本文主要探讨m TOR相关信号通路与肿瘤的关系,综述miRNA靶向m TOR相关信号通路对肿瘤的影响,旨在为肿瘤的靶向性治疗提供更好的理论依据。