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林聖彩教授團隊在《Cell Research》发表研究论文

發布時間:2019-06-05來源:生命科學學院點擊數:659

近日,我院林聖彩教授團隊在《Cell Research》雜志上以封面文章的形式發表了“Hierarchical activation of compartmentalized pools of AMPK depends on severity of nutrient or energy stress”的研究論文。該工作首次從時空的角度去探索AMPK的生理意義,提供了本領域期待已久的 “全景圖 

AMPK是有機體和細胞內感應能量水平並調節代謝穩態最重要的分子。以AMPK爲靶標、通過藥物使其激活,有著緩解糖尿病、延緩衰老以及降低腫瘤發病風險等作用。因此,自上世紀90年代末開始,AMPK就一直被作爲代謝類藥物的熱門靶點。然而,目前臨床已使用的藥物都是間接激活AMPK的,且具有一定的局限性。因此,直接靶向AMPK的藥物開發就成爲學界和制藥界的熱點。     

從生理角度上設計靶向AMPK的策略需要基于堅實而系統的對體內AMPK調控和功能的研究基礎,而AMPK存在于細胞質、溶酶體、線粒體和細胞核等多個區域,這些定位于不同區域的AMPK如何协同调节,就涉及到了時空调控的问题。

在这项研究中,林聖彩教授团队检测了定位于不同亚细胞组份上的AMPK響應葡萄糖或能量匮乏的情形。他們發現,不同程度的能量應激能夠通過不同的機制激活不同區域的AMPK,並引起不同區域的底物的磷酸化。首先,當細胞在葡萄糖濃度低于5 mM的情況下(AMP/ATP比率還沒有變化),溶酶體上的AMPK最先被磷酸化並激活;之後當葡萄糖水平更低時,胞質中的AMPK開始被激活;而當細胞中能量嚴重匮乏時,線粒體上的AMPK被最终激活。该研究工作首次揭示了不同時空下AMPK激活的現象,對人們更深入多層次了解AMPK的激活狀態具有重要意義。

圖:AMPK時空调控的模式图

该论文的共同第一作者为我院博士生宗岳、张宸崧教授和博士生李梦琪,林聖彩教授为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

据悉,该封面设计是出自于林聖彩教授的创意。图片中“夏虫不言冰,井蛙不语海”引自《庄子·秋水》中的“井蛙不可以语于海者, 拘于虛也(空間); 夏蟲不可以語于冰者,笃于時也(時間)。也就是說,只有我們充分認識一個蛋白質的功能機制之後,才有可能全面認識其意義,以及藥物的研發。

 

文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41422-019-0163-6

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(生命科學學院)