Нарушените mTOR сигнални пътища засягат множество функции на тялото - Доклад за иновации
При човешки чернодробни тумори активирането на mTORC1 сигналния път (отгоре) води до повишена експресия на FGF21 (отдолу). Изображение: Университет в Базел, Biozentrum
Дисрегулирането на mTOR сигналния път насърчава развитието на метаболитни заболявания като диабет, затлъстяване и рак. В настоящия брой на научното списание Proceedings of the National Academy of Sciences учени от Biozentrum от Университета в Базел описват как нарушените mTOR сигнални пътища в черния дроб влияят не само върху метаболизма на черния дроб, но и върху цялата физиология на тялото.
Протеинът mTOR регулира както клетъчния растеж, така и метаболизма и по този начин играе важна роля в развитието на заболявания. В клетката регулаторният протеин се среща в два функционално и структурно различни протеинови комплекса, които се означават като mTORC1 и mTORC2. В настоящото си проучване изследователската група, ръководена от проф. Майкъл Хол от Biozentrum от Университета в Базел, хвърля светлина върху това как mTORC1 в черния дроб влияе върху цялата физиология на тялото и какво означава това за чернодробните тумори при хората.
mTORC1 в черния дроб контролира физиологията на целия организъм
Черният дроб е централният орган при бозайниците, който регулира физиологичните процеси в тялото в отговор на наличието на хранителни вещества.
Сега екипът на Хол изследва ролята на хранителния сензор mTORC1 в този процес и успя за първи път да покаже, че активирането на mTORC1 в черния дроб на мишките не само ограничава метаболизма на черния дроб, но също така и телесната температура и движенията на животните.
При по-внимателно проучване на молекулярния механизъм изследователите установяват, че свръхактивирането на mTORC1 води до разграждане на аминокиселината глутамин, което от своя страна повишава нивото на стресовия хормон FGF21. С приложението на глутамин, нивото на FGF21 може да бъде понижено и да се предотврати физиологичното увреждане.
Лечение на рак с mTORC1 инхибитори
Многобройни тумори се характеризират с неправилно насочена mTORC1 сигнална мрежа и глутаминова зависимост. „Бяхме доволни да видим, че активността на mTORC1 е свързана и с експресията на FGF21 в човешки чернодробни тумори“, коментира клетъчният биолог и водещ автор на изследването, д-р. Марион Корну.
Понастоящем инхибиторите на mTORC1 като рапамицин се използват като имуносупресивно и противораково лекарство. Последните констатации от екипа на Хол предполагат, че лечението на глутаминозависими тумори с рапамицин може да забави растежа на тумора и да противодейства на метаболитното дерайлиране.
Оригинален принос
Marion Cornu, Wolfgang Oppliger, Verena Albert, Aaron M. Robitaille, Francesca Trapani, Luca Quagliata, Tobias Fuhrer, Уве Sauer, Luigi Terracciano, Michael N. Hall
Чернодробният mTORC1 контролира двигателната активност, телесната температура и липидния метаболизъм чрез FGF21
PNAS; публикувано онлайн на 31 юли 2014 г. | doi: 10.1073/pnas.1412047111