林圣彩教授團隊在《Cell Research》發(fā)表研究論文
近日，我院林圣彩教授團隊在《Cell Research》雜志上以封面文章的形式發(fā)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并調節(jié)代謝穩(wěn)態(tài)最重要的分子。以AMPK為靶標、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(fā)病風險等作用。因此，自上世紀90年代末開始，AMPK就一直被作為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(fā)就成為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(tǒng)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(qū)域，這些定位于不同區(qū)域的AMPK如何協(xié)同調節(jié)，就涉及到了時空調控的問題。
在這項研究中，林圣彩教授團隊檢測了定位于不同亞細胞組份上的AMPK響應葡萄糖或能量匱乏的情形。他們發(fā)現(xiàn)，不同程度的能量應激能夠通過不同的機制激活不同區(qū)域的AMPK，并引起不同區(qū)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最先被磷酸化并激活；之后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匱乏時，線粒體上的AMPK被最終激活。該研究工作首次揭示了不同時空下AMPK激活的現(xiàn)象，對人們更深入多層次了解AMPK的激活狀態(tài)具有重要意義。
圖：AMPK時空調控的模式圖
該論文的共同第一作者為我院博士生宗岳、張宸崧教授和博士生李夢琪，林圣彩教授為通訊作者。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目的支持。
據(jù)悉，該封面設計是出自于林圣彩教授的創(chuàng)意。圖片中“夏蟲不言冰，井蛙不語海”引自《莊子·秋水》中的“井蛙不可以語于海者, 拘于虛也（空間）; 夏蟲不可以語于冰者,篤于時也（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后，才有可能全面認識其意義，以及藥物的研發(fā)。
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文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41422-019-0163-6
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（生命科學學院）
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