AMPK信号通路与衰老

单磷酸腺苷活化蛋白激酶AMPK(AMP-activated kinase,AMPK)是一种高度保守的细胞能量代谢调控器,在调节细胞的生长、增殖、存活及调节机体能量代谢中起着重要的作用。AMPK参与调节一系列衰老相关信号通路如SIRT1、CRTC-1等。研究AMPK与衰老相关信号通路的关系,对于揭示衰老及衰老相关疾病的发生机制具有重要意义,并为研发以AMPK信号通路为靶点的抗衰老及衰老相关疾病的治疗药物提供新策略。     

Sirt1及其相关信号通路蛋白调节胰岛素敏感性的研究进展

Sirt1是哺乳动物长寿基因Sir2的同源蛋白,越来越多研究表明Sirt1在糖脂代谢和胰岛素敏感性调节中起重要作用。Sirt1具有NAD依赖的去乙酰化酶的作用,可通过一系列底物去乙酰化,参与调节胰岛素敏感性。它通过影响胰岛素敏感性密切相关的信号蛋白,包括PGC-1α、PPARγ、PTP1B、NFκB/JNK等,影响其下游信号分子的表达或活性,调节糖脂代谢,抑制脂肪组织低级炎症,进而对胰岛素敏感性起着重要的调节作用。Sirt1还通过NAD+水平与AMPK相互调节,维持细胞的能量平衡。Sirt1可能成为改善胰岛素抵抗潜在的药物作用靶点。     

AMPK:细胞能量中枢

腺苷酸活化蛋白激酶(AMPactivated proteinkinase,AMPK)是真核细胞中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,以异源三聚体的形式广泛存在于真核生物体内,是细胞的能量感受器,在能量代谢调控中起极其重要的作用。肝激酶B1(LKB1)、Ca2+/CaM-依赖蛋白激酶激酶β(CaMKKβ)、AMP/ATP或ADP/ATP比值升高以及诸如运动肌肉收缩等生理刺激均可以激活AMPK,进而调节细胞的能量代谢网络,提高其应对内外环境变化的能力,从而维持细胞水平乃至整个机体的稳定状态。活化的AMPK可以增强分解代谢,抑制合成代谢,上调ATP水平,参与细胞糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢等能量代谢过程,增加细胞能量储备,应对能量缺乏。同时活化的AMPK参与细胞的生长、增殖、凋亡、自噬等基本生物学过程。AMPK是研究肥胖,糖尿病等能量代谢性疾病的核心。肿瘤细胞存在特殊的能量代谢方式,其发生,生长,转移与能量代谢失衡密切相关。AMPK与肿瘤细胞异常的能量代谢相关,为肿瘤发生、发展机制研究提供新的策略。本文主要探讨AMPK的结构、激活机制、参与的物质能量代谢和细胞的基本生物学过程以及与肿瘤发生的关联。     

LKB1抑癌机制研究进展

人LKB1(Liver Kinase B1,或Serine-Threonine Kinase 11,STK11)基因的胚系失活突变可导致癌症易感病皮杰氏综合征(Peutz-Jeghers syndrome,PJS),该病患者多发错构瘤息肉且患癌症风险增加。LKB1基因的体细胞突变还广泛地存在于众多类型的恶性肿瘤中,如肺癌、结肠癌和乳腺癌等,因此,LKB1被普遍认为是抑癌基因。LKB1基因的编码产物LKB1是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,调节多种细胞生理病理过程。虽然LKB1的抑癌机制尚不完全清楚,但现有的研究表明,对细胞生长增殖、能量代谢和细胞极性等的调控是其抑制肿瘤发生和发展的重要方面。本文就目前已知的LKB1的抑癌机制作一综述。     

AMPK在肿瘤发生发展中的研究现状

单磷酸腺苷激活的蛋白质激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为真核细胞内重要的能量感受器,是一种进化上高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶,能够维持和调控细胞能量动态平衡,在糖脂代谢调控的生理状态以及癌症和糖尿病等病理状态中均发挥着不可或缺的作用。随着对AMPK调控网络研究的进一步深入,发现在不同肿瘤细胞及特定发展阶段中,AMPK可能通过不同的信号通路发挥其促进和抑制肿瘤发生发展的双重功能。深入理解AMPK复杂的调控网络与癌细胞不同代谢需求之间相互作用的方式具有重要指导意义。AMPK激活剂二甲双胍(metformin)作为经典的抗糖尿病药物如今备受肿瘤界关注,但其是否依赖于AMPK发挥作用仍存在很多争议,其能否用于临床肿瘤治疗还有待进一步研究讨论。本文通过对AMPK的功能结构及其与肿瘤生长(能量代谢、自噬、死亡方式)、肿瘤转移、血管生成之间的关系进行系统阐述,并着重讨论AMPK激活剂二甲双胍与肿瘤的相关研究,旨在为靶向AMPK抑制肿瘤发生发展提供理论基础。     

脂联素调节糖脂代谢相关信号通路的研究进展

脂联素是一种主要由脂肪组织分泌的脂肪细胞因子,具有调节糖脂代谢、增强胰岛素敏感性、抗炎和抗动脉粥样硬化等多种作用。在脂联素介导的信号通路中,脂联素首先与脂联素受体(AdipoR)位于膜外的羧基端结合,再通过AdipoR膜内的氨基端与信号接头蛋白结合,进而激活下游的多条信号通路,其中腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)是脂联素信号通路中的关键分子,活化的AMPK可以使其下游的乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)等多种胞质信号分子磷酸化,介导细胞能量代谢。本文重点综述了脂联素通过AMPK调节糖脂代谢的信号通路的研究进展。     

肝激酶B1和造血干细胞内稳态

肝激酶B1(liver kinase B1,LKB1),又名丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶11(STK11),是一种蛋白激酶,可磷酸化AMP激活的蛋白激酶和12种其他AMPK相关激酶。LKB1还是一种肿瘤抑制蛋白,生殖细胞LKB1基因突变可引发家族性黑斑息肉综合征,而体细胞突变可造成多种肿瘤发生。小鼠Lkb1的失活可导致造血干细胞(HSC)静息的丧失、快速的HSC消耗、严重的全血细胞减少和最终的致死。Lkb1缺陷的HSC细胞显示出线粒体缺陷、膜电位减少和细胞ATP耗竭。这些结果说明LKB1是一种HSC内稳态和造血过程中的新调节因子。     

AMPK：细胞能量中枢

腺苷酸活化蛋白激酶（AMP activated protein kinase,AMPK）是真核细胞中高度保守的丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶,以异源三聚体的形式广泛存在于真核生物体内,是细胞的能量感受器,在能量代谢调控中起极其重要的作用。肝激酶B1（LKB1）、Ca^2＋／CaM-依赖蛋白激酶激酶β（CaMKKβ）、AMP／ATP或ADP／ATP比值升高以及诸如运动肌肉收缩等生理刺激均可以激活AMPK,进而调节细胞的能量代谢网络,提高其应对内外环境变化的能力,从而维持细胞水平乃至整个机体的稳定状态。活化的AMPK可以增强分解代谢,抑制合成代谢,上调ATP水平,参与细胞糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢等能量代谢过程,增加细胞能量储备,应对能量缺乏。同时活化的AMPK参与细胞的生长、增殖、凋亡、自噬等基本生物学过程。AMPK是研究肥胖,糖尿病等能量代谢性疾病的核心。肿瘤细胞存在特殊的能量代谢方式,其发生,生长,转移与能量代谢失衡密切相关。AMPK与肿瘤细胞异常的能量代谢相关,为肿瘤发生、发展机制研究提供新的策略。本文主要探讨AMPK的结构、激活机制、参与的物质能量代谢和细胞的基本生物学过程以及与肿瘤发生的关联。     

LKB1及其生物学功能

LKB1基因是一种保守的抑癌基因,其编码产物LKB1即丝氨酸-苏氨酸激酶11(serine/threonine kinase,STK11)。LKB1与细胞极性调节、男性精子形成、肿瘤及细胞代谢等方面有关。本文阐述了近年来LKB1的最新研究进展。     

Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶HDACs与糖脂代谢

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)可催化组蛋白赖氨酸残基去乙酰化,抑制基因转录,HDACs也可使许多转录因子去乙酰化而调控转录。Ⅱa类HDACs通过胞浆胞核穿梭调控糖脂代谢相关基因的表达,如糖异生相关葡萄糖6磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、甘油三酯脂肪酶、葡萄糖转运蛋白等。本文主要介绍Ⅱa类HDACs在肝、肌肉组织和脂肪组织糖脂代谢中的作用以及在糖脂代谢紊乱治疗中可能作用的研究进展。     

AMPK信号通路在酒精性脂肪肝中的研究进展

酒精性脂肪肝(alcoholic fatty liver,AFL)是由于长期大量饮酒而引发的一种慢性肝病,严重危害人们身体健康并增加社会经济负担。AFL的发病机制复杂多样,涉及众多信号通路的调控,其中脂代谢紊乱、氧化应激、炎症反应等均不同程度地参与了AFL的发生发展。AMPK属于真核细胞Ser/Thr蛋白激酶家族的一员,在协调细胞糖脂代谢方面起着重要作用。大量研究表明,乙醇会抑制肝脏AMPK活性而诱导AFL的发生,而激活AMPK通路可有效缓解AFL。该文着重就目前AMPK介导的脂代谢信号通路在AFL中的研究进展进行综述,以期为该病的防治提供新的思路。     

AMPK在非小细胞肺癌发生发展中的研究进展

腺苷酸活化的蛋白激酶(AMP activated protein kinase,AMPK),是细胞内重要的能量感受器,在调控细胞和机体的能量代谢中起到极其重要的作用。活化的AMPK可以增强分解代谢,抑制合成代谢,应对细胞内外环境的刺激。并且影响细胞的生长、增殖、凋亡、自噬等基本生物学过程。肿瘤细胞具有独特的能量代谢方式——Warburg现象,用于应对营养和能量的相对缺乏。AMPK干扰肿瘤细胞的独特能量代谢方式,广泛影响肿瘤的发生、生长、转移,发挥重要的肿瘤拮抗作用。非小细胞肺癌(non-small cell cancer,NSCLC)是常见恶性肿瘤的一种,具有一般恶性肿瘤的特征,近年来在NSCLC的研究进程表明:AMPK及其相关信号分子LKB1,PI3K/AKT,Ca MKKβ,PTEN等与NSCLC密切相关,活化相应通路或抑制相应通路,可显著拮抗NSCLC。从而AMPK及其相关信号分子有可能作为抗NSCLC药物的作用靶点。     

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。     

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。     

缺氧诱导因子经典通路的拓展与干细胞调控

缺氧诱导因子是在缺氧条件下被激活参与机体低氧适应性反应的一类核因子,对于低氧条件下维持机体生命活动起着不可或缺的作用,且与肿瘤的发生发展以及干细胞调控关系密切,本文综述缺氧诱导因子经典氧感通路信号轴和非经典信号通路以及其对干细胞调控的作用,讨论了非经典通路中沉默信息调节因子家族尤其是去乙酰化酶sirtuin-3(SIRT3)对HIFα的负性调控作用,以及M2型丙酮酸激酶(PKM2)对HIFα的激活作用。探讨了HIF1α对多种干细胞生物学的调控,发现HIF1α可抑制胚胎干细胞-外胚层干细胞(ESC-Epi SC)过渡期线粒体呼吸,从而驱使其向糖酵解代谢的转变,继而维持ESC的多能性;且HIF1α可介导间充质干细胞的定向分化,如向成骨细胞,软骨细胞,神经细胞,脂肪细胞,肌细胞等细胞的定向分化;并可促进神经干细胞增殖与迁移以及参与肿瘤干细胞的干性维持。目的阐明缺氧诱导因子经典与非经典信号通路轴及其对干细胞生物学的调控,为临床组织损伤修复组织工程乃至肿瘤的诊疗预防提供新的靶点。     

低氧条件下低氧诱导因子1α/miR-210调节回路对肿瘤能量代谢及血管生成的调控

低氧诱导因子1(HIF-1)是低氧下肿瘤细胞信号通路的核心调控因子,研究表明与HIF-1生物学调控功能(血管生成、能量代谢、细胞增殖、细胞凋亡和侵袭转移等)起协同作用的是mi R-210,mi R-210受低氧及HIF-1α调控而表达上调,反之上调的mi R-210又增强HIF-1α分子稳定性,由此两者共同构成HIF-1α/mi R-210调节回路,对肿瘤细胞多种生物学行为进行精确调控,本文对HIF-1α/mi R-210调节肿瘤能量代谢及血管生成两方面做一简要综述。     

Cancer cell:华人科学家发现氧化还原与肺癌新关系

<正>近日,来自中科院生化所和复旦大学的研究人员在国际学术期刊cancer cell在线发表了一项最新研究进展。LKB1基因能够编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶LKB1,研究发现该激酶可以调节细胞能量代谢、抑制生长增殖和维持细胞极性,而这些都是该基因抑制肿瘤的重要机制。虽然LKB1能够调节细胞生长和能量代谢,但在非小细胞肺癌中,LKB1失活如何协调肿瘤进展与代谢之间的关系仍未可知。在该项研究中,研究人员利用KrasG 12D;Lkb1lox/lox小鼠模型进行了相关研究,发现在肺部恶性腺瘤和鳞状细胞癌中,活性氧(ROS)水平存     

AMPK上游激酶——肿瘤抑制因子LKB1

AMPK是哺乳动物细胞中高度保守的蛋白质,是细胞的“代谢感受器”。AMPK的活化需要上游激酶(AMPKK)对AMPKα亚基活化环上Thr172进行磷酸化来完成。最近的研究发现,肿瘤抑制因子LKB1可以磷酸化Thr172进而激活AMPK,因此认为它是AMPKK家族的成员。     

AMPK在机体糖脂代谢中的作用

AMP激活的蛋白激酶(AMPK)是一种广泛参与调节细胞代谢的激酶,被称为"能量感受器".一旦胞浆中AMP/ATP比例升高,或其它因素激活AMPK时,AMPK可增强葡萄糖摄取和利用,以及脂肪酸氧化,产生更多能量;同时抑制葡萄糖异生、脂质合成及糖原合成等通路,减少能量消耗,从而使细胞能量代谢保持平衡.AMPK参与调节包括胰岛β细胞、肝脏、骨骼肌和脂肪在内的多种外周组织的糖脂代谢过程.本文旨在总结并讨论AMPK在机体主要糖脂代谢器官中的作用,并重点分析其在治疗胰岛素抵抗和2型糖尿病中的潜在作用.