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文章背景簡介

BACKGROUND INTRODUCTION

營養(yǎng)物質(zhì)不僅是促進(jìn)細(xì)胞生物合成和能量生成的有機(jī)物，還是控制與細(xì)胞生長和代謝相關(guān)的關(guān)鍵化學(xué)信號。同時，營養(yǎng)物質(zhì)極大地影響細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）水平，又因ROS在正常生理與疾病病理中的重要作用，因此，探索細(xì)胞如何協(xié)調(diào)營養(yǎng)物質(zhì)來介導(dǎo)的生長和ROS穩(wěn)態(tài)平衡的機(jī)制是一個生物學(xué)上的重要問題。

眾所周知，雷帕霉素靶蛋白復(fù)合體1（mTORC1）是細(xì)胞感應(yīng)外界營養(yǎng)條件并調(diào)控生長信號通路的關(guān)鍵因子。已有研究報道：超氧化物歧化酶1（SOD1）是mTORC1的下游靶蛋白，且該機(jī)制在進(jìn)化上高度保守。mTORC1通過磷酸化酵母中的S39和人類中的T40氨基酸位點來調(diào)節(jié)SOD1的活性，以調(diào)控細(xì)胞的ROS水平并防止氧化性DNA損傷。

SOD1（和SOD2）是在線粒體呼吸過程中對抗超氧陰離子產(chǎn)生的關(guān)鍵，細(xì)胞可以憑此直接控制ROS水平，也是抵御氧化損傷的第一道防線。越來越多的證據(jù)表明：SOD1作為信號和呼吸等多種細(xì)胞過程的調(diào)節(jié)蛋白在癌癥等人類疾病中發(fā)揮著重要作用。進(jìn)一步的研究顯示，SOD1的活化增強(qiáng)了細(xì)胞在缺血性微環(huán)境中的存活。

2017年，來自暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院，美國羅格斯大學(xué)與中山大學(xué)腫瘤防治中心的研究人員在國際頂級期刊《Molecular Cell》（IF＝14．714，分子生物學(xué)1區(qū)）發(fā)表了題為“SOD1 Phosphorylation by mTORC1 Couples Nutrient Sensing and Redox Regulation”的研究論文。該研究揭示了細(xì)胞如何根據(jù)外界營養(yǎng)條件來調(diào)節(jié)胞內(nèi)ROS水平進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞存活、生長和增殖進(jìn)程的重要機(jī)制。

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所用到的主要方法

METHODS

1、蛋白表達(dá)純化及western檢測

2、免疫共沉淀法

3、二維凝膠電泳

4、DHE熒光探針檢測活性氧

5、三維球體培養(yǎng)

6、異種移植瘤試驗

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文章主要內(nèi)容摘要

ABSTRACT

營養(yǎng)物質(zhì)不僅是促進(jìn)生物能量和生物合成的有機(jī)化合物，也是控制生長和代謝的關(guān)鍵化學(xué)信號。營養(yǎng)物質(zhì)極大地影響了活性氧（ROS）的產(chǎn)生，ROS在正常生理和疾病中起著至關(guān)重要的作用。營養(yǎng)信號如何與氧化還原調(diào)節(jié)整合是一個有趣但尚未完全清楚的問題。本研究報道了超氧化物歧化酶1（SOD1）是雷帕霉素復(fù)合物1（MTORC1）營養(yǎng)信號傳遞的機(jī)械靶標(biāo)的保守組分。mTORC1通過在酵母中的S39和人類的T40處可逆的磷酸化來調(diào)節(jié)SOD1的活性，從而調(diào)節(jié)ROS水平并防止DNA氧化損傷。進(jìn)一步研究表明，SOD1激活增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞在缺血腫瘤微環(huán)境中的存活及生長，且對化療藥物順鉑造成的損傷具有保護(hù)作用。總之，這些發(fā)現(xiàn)確定了一種保守的機(jī)制，通過這種機(jī)制，真核生物可以動態(tài)地調(diào)節(jié)氧化還原，以響應(yīng)不斷變化的營養(yǎng)條件。