mTOR信号通路及其与阿尔茨海默病的关系

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR是一个进化上十分保守的蛋白激酶,属于PIKK超家族。在细胞内mTOR存在两种功能不同的复合体mTORC1和mTORC2。mTOR主要通过接受上游信号分子Rheb、TSC1/TSC2的调控来整合细胞内外信号,其下游效应器是4E-BP和p70S6K,通过影响特定mRNA的翻译调节细胞的生长和增殖。在神经系统方面,神经元的发育、突触可塑性的调节、学习和记忆的形成都依赖于适当的mTOR通路的活化。新近的研究显示,神经退行性疾病阿尔茨海默病患者表现mTOR通路的异常,在双转基因鼠中,APP和PS1表达与mTOR/P70S6K下调关联,并影响精神状态评分。mTOR信号通路生理功能和调节机制的研究对了解AD的发病机理和寻找药物靶点具有重要意义。     

Akt-mTOR的互动与癌症的发生

P13K的下游效应蛋白Akt,在人癌中经常处于高度激活状态。mTOR作为Akt下游的重要效应子在肿瘤发生中扮演重要角色。在P13K-Akt—mTOR这条信号通路中,Akt所产生的效应受到两个肿瘤抑制基因的负调控：PTEN,处于Akt的上游：TSC1／TSC2,位于AKT的下游和mTOR的上游。新的研究结果表明,当缺少TSC1／TSC2的负性调节时,mTOR则通过两种复合物的平衡移动来反馈抑制Akt活性。利用小鼠遗传学手段研究PTEN和TSC2在癌症发生和进展中的角色,也证明AKT—mTOR的互相作用在癌症发展与治疗中的重要性。     

mTOR的研究进展

mTOR(mammaliantargetofrapamycin)是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在感受营养信号、调节细胞生长与增殖中起着关键性的作用。mTOR可磷酸化p70S6K和4E-BP1,促进蛋白质合成。mTOR的活性受氨基酸尤其是亮氨酸浓度的调节,生长因子及能量水平也能通过AMPK调节mTOR活性。PI3K/Akt和Akt/TSC1-TSC2两条信号通路都可调控mTOR活性,进而调节细胞的生长与增殖。mTOR信号通路的异常会导致肿瘤的发生,可以针对mTOR研制出治疗肿瘤的靶向药物。     

转谷氨酰胺酶2通过mTOR通路和自噬调控全反式维甲酸诱导的白血病细胞HL60和U937的髓系分化

全反式维甲酸(ATRA)是具有融合基因PML-RARα的急性早幼粒细胞白血病(APL)特异的靶向治疗药物。此外，ATRA在无PML-RARα融合的急性髓系白血病及其它一些肿瘤中也有一定治疗效果。但ATRA治疗也会引起一些并发症或发生愈后复发。因此，对ATRA诱导分化调控机制的研究非常重要。转谷氨酰胺酶2(TGM2)是一种多功能酶，能调控mTOR信号通路和自噬等。ATRA能诱导APL细胞中TGM2表达上调，TGM2敲低抑制ATRA诱导的细胞分化。但其调控机制及涉及的信号通路尚不明确。本研究发现，在HL60和U937细胞中，ATRA能够上调CD11b和TGM2的表达(P<0.05),抑制mTOR信号通路，并增强自噬；与对照相比，敲低TGM2,mTOR信号通路增强，自噬被抑制，而ATRA诱导的CD11b表达被抑制(P<0.05),分化减弱，被ATRA抑制的mTOR信号通路得到部分恢复，而被ATRA增强的自噬适当减弱。这表明ATRA使HL60和U937细胞发生髓系分化，并诱导TGM2表达升高；而TGM2通过mTOR信号通路和自噬途径调控ATRA诱导的髓系分化。该研究将有利于更深入地...     

慢病毒介导的mTOR敲低肝癌细胞株HepG2的构建及初步功能检测

目的:建立高效稳定的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)小干扰RNA(siRNA)细胞导入方法,并对mTOR敲低的HepG2肝癌细胞株的功能进行初步检测。方法:构建了2条不同的人mTOR慢病毒siRNA载体pLenti-H1/mTOR siRNA,与3个包装质粒共转染293T细胞,包装成慢病毒后感染HepG2细胞;经嘌呤霉素筛选2周后,收集细胞进行Western印迹,检测mTOR敲减效果及其下游基因c-myc、周期蛋白D1(cyclinD1)表达水平及4E-BP1、S6K1磷酸化水平的变化。结果:RT-PCR和Western印迹结果显示,构建的pLenti-H1/mTOR siRNA能有效抑制mTOR基因的表达,敲低了mTOR蛋白水平,且沉默mTOR后其下游基因c-myc、CyclinD1的表达水平及4E-BP1、S6K1磷酸化水平降低。结论:构建了慢病毒介导RNA干扰mTOR表达载体,为进一步研究mTOR通路奠定了实验基础。     

癌相关通路在肺腺癌中的共扰动机制

肺腺癌的发生涉及多个生物学功能通路的扰动,其遗传改变频繁地发生于MAPK信号、p53信号、Wnt信号、细胞周期和mTOR等通路的基因中。解析癌相关通路间的共扰动机制对我们理解癌机制以及寻找诊断标记具有重要意义。因此,本文基于肺腺癌突变谱数据,研究上述癌相关通路在肺腺癌中的共扰动机制。结果发现:在肺腺癌发生的过程中,MAPK信号、p53信号、Wnt信号、细胞周期和mTOR等通路同时被扰动。在不同的癌样本中,一对通路可能通过以下三种方式被共同扰动:(1)在两条通路中的不同基因间的共突变;(2)两条通路相互交叠基因的突变;(3)与两条通路同时具有频繁的互作关系的蛋白质的编码基因的突变。该结果提示,癌相关通路对在不同的样本中可能通过不同的方式被共扰动,这也可能是造成癌症异质性的重要原因之一。     

异亮氨酸对鳜mTOR信号通路及氮代谢影响

通过脑室注射异亮氨酸, 探究短期内异亮氨酸对鳜(Siniperca chuatsi)雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin, mTOR)信号通路及氮代谢影响。结果显示: 脑室注射异亮氨酸后, (1)促进鳜氨氮排泄; (2)谷氨酸脱氢酶基因(Glutamate dehydrogenase, GDH)、谷草转氨酶基因(Glutamic oxaloacetic transaminase, GOT)和腺苷酸脱氨酶基因(Adenosine monophosphate deaminase, AMPD)氮代谢基因相对表达量显著性上调(P<0.05); (3)鳜血糖含量在0.5h显著性降低(P<0.05); (4)激活了鳜肝脏mTOR信号通路, 促使下游分子核糖体蛋白S6磷酸化(P<0.05)。结果表明: 异亮氨酸能够激活鳜肝脏mTOR信号通路, 介导氨基酸代谢, 提高鳜氮代谢基因的转录水平, 促使氨氮排泄增多。     

裂殖酵母TSC1和TSC2蛋白的昆虫细胞表达、纯化和蛋白性质探讨

结节性硬化症是一种在多器官发生良性肿瘤而表现出不同临床病症的常染色体显性疾病,由肿瘤抑制基因TSC1(tuberous sclerosis 1)和TSC2发生突变所致。这两个基因编码的蛋白形成TSC1/2复合物,在m TOR信号通路中整合上游生长信号,负调控细胞的合成代谢。该复合物的结构学研究有助于揭示其调控机理。利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统在昆虫细胞中表达来自裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe(S.pombe)与人同源的TSC1和TSC2及其截短和突变蛋白。纯化结果表明,裂殖酵母TSC1以二聚体的形式存在;TSC1结合TSC2,TSC1/2复合物会聚合成分子量大于1 000 k Da的多聚体;亲和纯化带Flag标签的TSC2,同时TSC2结合TSC1,可得到纯度高的TSC1/2复合物;TSC1需要其卷曲螺旋(coiled-coil)来稳定TSC2;TSC1 1-718 aa或1-799 aa和TSC2全长共表达有利于提高TSC2的表达量;TSC2的N-端和GAP结构域可以分开,TSC1和TSC2的N-端结合。总之,该研究阐释了裂殖酵母TSC1和TSC2的一些结构性质,提出的TSC1和TSC2表达纯化方法为其结晶研究奠定了重要基础。     

雷帕霉素对人胰腺癌细胞SW1990的mTOR信号通路的影响

目的:研究雷帕霉素对人胰腺癌细胞SW1990的mTOR信号通路的影响。方法:采用免疫细胞化学证实mTOR信号通路的存在,通过CCK-8法研究雷帕霉素对胰腺癌细胞增殖的影响,通过Western blot和real time PCR分别从蛋白水平和基因水平研究雷帕霉素对mTOR及其下游分子的表达。结果:免疫细胞化学结果显示p-mTOR、p-p70S6K、p-4E-BP1在细胞质中均呈阳性;CCK-8法显示雷帕霉素能明显抑制细胞增殖(P<0.05);Western blot结果显示随着雷帕霉素浓度的增加,p-mTOR、p-p70S6K表达明显减少,而p-4E-BP1蛋白表达明显增加(P<0.05);Real-time PCR结果显示随雷帕霉素浓度的增加,CyclinD1、VEGF、c-myc基因表达明显减少(P<0.05)。结论:人胰腺癌细胞系SW1990中存在mTOR信号通路并处于激活状态;雷帕霉素抑制胰腺癌细胞增殖与雷帕霉素抑制mTOR信号通路活化有关。     

软骨形成过程中参与Hedgehog信号通路的microRNA的分析

间充质细胞增殖并聚集(condensation)是软骨形成的第一步,大量研究表明。在这一过程中,Hedgehog信号通路扮演着重要角色。但是,哪些Hedgehog信号通路相关的微小RNA(microRNA)参与这一过程目前还不清楚。本研究采用Hh信号通路特异性抑制剂(cyclopamine)和激活剂(purmorphamine)分别处理原代培养的胚胎期小鼠肢芽间充质细胞,经细胞微团培养(micromass culture),对间充质细胞聚集过程进行microRNA表达差异化芯片分析。研究找到了Hh信号通路相关的特异性microRNA:miR-494和miR-1906,并且我们发现在hedgehog信号被特异性激活后,miR-494和miR-1906的表达量显著下降,hedgehog信号被抑制后,miR-494和miR-1906的表达量则上升,呈现稳定的负相关变化趋势。通过microRNA数据库预测分析发现Gli3基因是miR-494潜在的靶基因。尽管初步体外验证试验没有发现miR-494对Gli3的直接调控,但是,这一发现为进一步探索microRNA在软骨发育过程中的功能和调控机制的研究提供了有价值的参考依据。     

FAK/mTOR信号通在肿瘤细胞中的调控作用

粘附斑激酶（focal adhesion kinase,FAK）是一种胞质非受体酪氨酸激酶,是整合素信号通路里一个重要的调节因子,在肿瘤细胞中高表达,与细胞迁移、粘附和侵袭有关。mTOR (mammalian target of rapamycin)是非典型性的Ser/Thr激酶,属于PIKK（phosphatidylinositol kinase related kinase）超家族,介导营养信号调控细胞生长、分化及代谢等生理过程。近年的研究发现FAK通过三条途径与mTOR相关联,组成FAK/mTOR信号通路,在肿瘤细胞的增殖、迁移及肿瘤微环境中发挥着重要的调控作用。本文综述了FAK、mTOR和FAK/mTOR信号通路的特点及对肿瘤细胞调控作用的研究概况,为肿瘤治疗提供参考。     

基因芯片筛选新疆维吾尔妇女宫颈癌差异表达基因

新疆南部维吾尔族聚居区是宫颈癌高发区. 本文旨在利用基因芯片技术筛选与维吾尔族妇女宫颈癌发生相关的基因. 首先,分别提取5例新疆维吾尔妇女宫颈癌和5例子宫肌瘤组织(对照)的mRNA,逆转录成cDNA,并用Cy3-dUTP标记子宫肌瘤组织的cDNA,用Cy5 dUTP标记宫颈癌组织的cDNA,制成芯片杂交探针.为筛选出宫颈癌组织中差异表达的基因,上述标记探针分别与含有20 000条人类基因的Affymetrix基因芯片进行杂交,杂交信号用GeneChip Scanner 3000扫描仪扫描,并用芯片图像分析软件(SAM software)分析扫描结果.筛选出的差异表达基因经GO(Gene Ontology)分析和KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）信号通路分析,确定其在宫颈癌中的作用.基因芯片筛选结果显示,在宫颈癌组织中发现2 758个差异表达基因,其中1 326个上调基因,1 432个下调基因.GO分析和KEGG信号通路分析表明,表达差异在两倍以上的基因涉及168个信号通路,包括细胞粘附分子、细胞周期以及MAPK和mTOR信号通路等.上述结果表明,基因芯片技术筛选出大量与宫颈癌发生相关的基因,其中表达差异显著的基因涉及细胞粘附分子、细胞周期和mTOR等信号通路.     

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。     

mTOR介导的骨骼肌蛋白质翻译调控

胰岛素、氨基酸和力量运动刺激信号转导的共同终点是蛋白激酶mTOR.mTOR及其下游靶标在调控蛋白质合成过程中起着中枢作用.研究mTOR的上游和下游事件将有助于进一步了解骨骼肌内蛋白质合成及肥大的机制.更进一步详细研究不同组合(营养和力量运动)引起的骨骼肌内mTOR信号通路的变化特征有着更重要的实际意义.     

综述:mTOR信号通路与“炎-癌”转变

慢性炎症是指刺激因素持续作用或其他原因导致的难以消退的炎症反应．它与许多重大疾病的发生、发展密切相关．近年来,慢性炎症在癌症发生发展中的关键作用得到普遍认可,其促癌作用的机制已成为当前生命科学研究热点之一．哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)是接受细胞内外各种信号、调节细胞生长与代谢的关键分子,多数肿瘤存在mTOR通路的过度激活．最近,我们与其他实验室的研究发现mTOR通路在“炎-癌”转变中起重要作用．本综述将对慢性炎症与癌症的关系、慢性炎症的促癌作用机制做一概括介绍,重点讨论mTOR信号通路介导慢性炎症促癌效应的作用、机制及未来研究方向,为慢性炎症恶性转化分子机制研究提供新的观点．     

mTOR信号通路与“炎-癌”转变

慢性炎症是指刺激因素持续作用或其他原因导致的难以消退的炎症反应.它与许多重大疾病的发生、发展密切相关.近年来,慢性炎症在癌症发生发展中的关键作用得到普遍认可,其促癌作用的机制已成为当前生命科学研究热点之一.哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是接受细胞内外各种信号、调节细胞生长与代谢的关键分子,多数肿瘤存在mTOR通路的过度激活.最近,我们与其他实验室的研究发现mTOR通路在"炎-癌"转变中起重要作用.本综述将对慢性炎症与癌症的关系、慢性炎症的促癌作用机制做一概括介绍,重点讨论mTOR信号通路介导慢性炎症促癌效应的作用、机制及未来研究方向,为慢性炎症恶性转化分子机制研究提供新的观点.     

mTOR信号通路与调节

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR是一种非典型丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶,可整合细胞外信号,磷酸化下游靶蛋白核糖体p70S6激酶,如S6K1及4E—BP1,影响转录与翻译,从而参与调控细胞生长、增殖等过程。近年来研究发现,调控mTOR通路可以干预某些疾病的病理过程。mTOR研究的新发现,可望为今后相关疾病的治疗提供新的靶点。     

AMPK/mTOR信号通路的研究进展

mTOR是细胞生长和增殖的中枢调控因子。mTOR形成2个不同的复合物mTORC1和mTORC2。mTORC1受多种信号调节,如生长因子、氨基酸和细胞能量,同时,mTORC1调节许多重要的细胞过程,包括翻译、转录和自噬。AMPK作为一种关键的生理能量传感器,是细胞和有机体能量平衡的主要调节因子,协调多种代谢途径,平衡能量的供应和需求,最终调节细胞和器官的生长。能量代谢平衡调控是由多个与之相关的信号通路所介导,其中AMPK/mTOR信号通路在细胞内共同构成一个合成代谢和分解代谢过程的开关。此外,AMPK/mTOR信号通路还是一个自噬的重要调控途径。本文着重于目前对AMPK和mTOR信号传导之间关系的了解,讨论了AMPK/mTOR在细胞和有机体能量稳态中的作用。     

活性氧类与mTOR信号通路

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是整合细胞内外各种信号,调节蛋白质翻译与细胞生长增殖等多种生理活动的中心信号分子。活性氧类(reactive oxygen species,ROS)作为第二信使分子,可介导多种细胞信号通路并发挥广泛的生理效应。近年的研究发现ROS可通过一定的途径激活或抑制mTOR通路。而作为反馈调节,mTOR通路活性的轻度上调可促进细胞抗氧化物质的生成,而过度激活则会促进ROS生成,并增加细胞对氧化应激的敏感性,形成正反馈。本文将ROS与mTOR之间相互调节与相互作用的特点及机制的研究进展作一综述。     

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。