帕金森氏症,癌症,2型糖尿病都是导致疾病的关键因素

帕金森氏症,癌症,2型糖尿病都是导致疾病的关键因素
帕金蛋白(绿色信号)与线粒体(红色信号)在时间0时不同的细胞部位(左图),但60分钟后与线粒体共定位(右图)。信贷:索尔克研究所

当细胞受到压力时,化学警报就会响起,启动一系列活动,保护细胞中最重要的成员。在这一过程中,一种名为帕金的蛋白质会迅速保护为细胞提供能量的线粒体。现在,索尔克的研究人员发现了细胞应激的主传感器和帕金蛋白本身之间的直接联系。同样的途径也与2型糖尿病和癌症有关,这可能为治疗这三种疾病开辟新的途径。

“我们的调查结果代表了Parkin的警报反应的最早步骤,即任何人都发现了一个长的射击。所有其他已知的生化事件发生在一小时;我们现在发现了五分钟内发生的事情,”Reuben Shaw教授说道NCI指定的Salk癌症中心和新工作的高级作者,详细科学推进4月7日,2021年4月。“在诸如诸如缺陷的情况下解码这一重大步骤对许多疾病有影响。“

Parkin的工作是清除由细胞压力损坏的线粒体,以便新的能力可以占据他们的位置,是一种称为mitophy的过程。然而,Parkin在家族帕金森病中突变,使蛋白质无法清除受损的线粒体。虽然科学家在某种程度上所知,但是,帕丁以某种方式感应了线粒体压力并引发了细菌的过程,而且没有人究竟知道Parkin首先感测线粒体 - Parkin的问题,以某种方式知道线粒体损伤后迁移到线粒体,但没有在它到达那里之前的已知信号到达。

肖的实验室以其在新陈代谢和癌症领域的工作而闻名,他们花了数年时间深入研究细胞如何调节一个更普遍的细胞清洁和循环过程,即自噬。大约十年前,他们发现了一种叫做AMPK的酶,这种酶对包括线粒体损伤在内的多种细胞应激高度敏感,它通过激活一种叫做ULK1的酶来控制自噬。

在那次发现之后,Shaw和研究生Portia Lombardo开始寻找由ULK1直接激活的自噬相关蛋白质。它们筛选了大约50种不同的蛋白质,期望约10%以适应。当Parkin占据清单时,他们感到震惊。生化途径通常是非常复杂的,涉及最多50名参与者,每个参与者都激活下一个。发现一个像mitophagy一样重要的过程是由三位参与者启动的,然后是ulk1,那么Parkin - 这么令人惊讶的是,Shaw几乎不相信它。

为了确认调查结果是正确的,该团队使用质谱来揭示ULK1将磷酸基团连接到Parkin的位置。他们发现它降落在新地区,其他研究人员最近发现对Parkin激活至关重要,但尚不知道为什么。肖恩·闵鸿的博士生博士,那么确切的生化研究,证明了时间表的每个方面,并描绘了哪些蛋白质正在做什么以及哪里。Shaw的研究现在开始解释Parkin激活的这一关键第一步,Shaw假设可以作为来自AMPK的“朝上”信号通过ULK1到Parkin的命令链,以便在第一波进入后查看线粒体。损坏,并且如有必要,触发那些太原体损坏的线粒体以恢复功能的线粒体破坏。

这些发现具有广泛的意义。AMPK是细胞代谢的中心传感器,它本身被一种叫做LKB1的肿瘤抑制蛋白激活,这种抑制蛋白与许多癌症有关,Shaw在之前的工作中已经证实了这一点,它被一种叫做二甲双胍的2型糖尿病药物激活。同时,大量研究表明,服用二甲双胍的糖尿病患者患癌症和老年并发症的风险均较低。事实上,二甲双胍目前正作为第一个“抗衰老”疗法进行临床试验。

“对我来说,这是我的大外带,即你的线粒体健康的新陈代谢和变化对癌症至关重要,它们在糖尿病中至关重要,它们在神经退行性疾病中至关重要,”潘威廉R. Brody椅子。“我们的发现表明,激活AMPK的糖尿病药物,我们以前表现出抑制癌症,也可能有助于恢复患有神经变性疾病患者的功能。这是因为在我们的身体中细胞健康的一般机制更加综合比任何人都能想象的。“


进一步探索

帕金森病:当需要保护分子卫士时

更多信息: DOI: 10.1126 / sciadv.abg4544Chien-min Hung等人。AMPK / ULK1介导的Parkin Act Domain的磷酸化介导乳化物早期步骤,科学推进(2021)。DOI: 10.1126 / sciadv.abg4544
期刊信息: 科学推进

所提供的索尔克研究所
引用帕金森病、癌症、2型糖尿病是导致疾病的关键因素,该研究于2021年4月7日从//www.puressens.com/news/2021-04-parkinson-cancer-diabetes-key-element.html公布
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