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责编丨迦溆

mTORC1作为细胞生长和代谢的masterregulator，在自噬过程的许多阶段发挥作用。mTORC1通过磷酸化ULK1复合物中的ULK1和Atg13，以及VPS34复合物中的Atg14，降低ULK1和VPS34的活性，抑制自噬的起始。

浙江大学医学院刘伟课题组长期从事自噬调控相关研究，该研究团队年的研究发现，mTORC1还能通过磷酸化组蛋白乙酰化转移酶p抑制自噬的起始，mTORC1介导的磷酸化激活p，导致自噬相关蛋白LC3、Atg5和Atg7的乙酰化和失活，从而抑制自噬（浙大刘伟组MolCell丨揭示调控自噬起始和脂质生成的新通路）。

内质网膜上的VPS34脂酶复合物催化PI磷酸化生成的PI3P是自噬隔离膜形成的重要条件，蛋白WIPI2通过与内质网膜上生成的PI3P以及与Atg12-Atg5-Atg16L1复合物相互作用，将Atg12-Atg5-Atg16L1复合物招募至自噬隔离膜上，介导LC3的脂质化修饰，促进自噬膜的生长和延伸。然而，目前我们对WIPI2蛋白的了解很少，其质控和量控机制以及是否受到自噬信号的调控目前仍不清楚。

10月18日，刘伟教授课题组在MolecularCell杂志在线发了题为mTORC1-RegulatedandHUWE1-MediatedWIPI2DegradationControlsAutophagyFlux的研究论文，该研究发现参与自噬隔离膜生长和延伸过程的重要蛋白WIPI2是mTORC1新的磷酸化底物。mTORC1通过磷酸化WIPI2，促进WIPI2与其E3泛素连接酶HUWE1的结合，导致WIPI2的泛素化和经蛋白酶体的降解。功能研究发现，抑制mTORC1的活性能够增强WIPI2的蛋白稳定性，促进自噬体形成和自噬性降解。该项研究提示，细胞内WIPI2蛋白量不仅控制基础自噬水平，也是诱导自噬发生时的重要调控点。

该研究中，研究人员在通过质谱分析寻找细胞内WIPI2新的相互作用蛋白中发现，WIPI2与E3泛素连接酶HUWE1存在潜在相互作用；通过细胞内外实验，他们证实了WIPI2与HUWE1之间的相互作用，发现WIPI2是HUWE1的泛素化底物，并鉴定出HUWE1介导的主要泛素化位点。进一步，结合一系列细胞内外实验发现，HUWE1介导的泛素化能够显著促进WIPI2的经蛋白酶体的降解。接下来，他们发现诱导自噬发生时，WIPI2与HUWE1的相互作用显著减弱，其泛素化也受到抑制，WIPI2的蛋白水平明显上升；而如果在细胞内敲低HUWE1，自噬信号则不能影响WIPI2的蛋白水平。以上结果表明，自噬信号主要通过抑制HUWE1介导的WIPI2蛋白降解，促进WIPI2蛋白水平的上升。

除了与HUWE1的相互作用，质谱结果显示WIPI2还与mTORC1的亚基Raptor和mLST8存在潜在的相互作用，提示WIPI2与mTORC1之间的关系。研究人员通过体外激酶反应和质谱分析等手段发现，WIPI2是mTORC1的直接磷酸化底物，并鉴定了WIPI2上mTORC1介导的磷酸化位点。接下来，他们通过改变mTORC1的活性、构建WIPI2模拟磷酸化和去磷酸化突变体发现，mTORC1介导的磷酸化能加强WIPI2与E3泛素连接酶HUWE1的相互作用，从而促进WIPI2的泛素化和降解。

继而，研究人员检验了该通路在自噬调控中的作用。利用细胞和小鼠，他们证明，自噬发生时，mTORC1的失活导致WIPI2的磷酸化水平降低，WIPI2与E3泛素连接酶HUWE1的结合减弱，其泛素化降解减少，细胞内WIPI蛋白水平的增高促进了自噬体的形成和自噬性降解。

综上所述，该研究鉴定出WIPI2是蛋白激酶mTORC1新的磷酸化底物和E3泛素连接酶HUWE1的泛素化底物，发现依赖mTORC1的WIPI2磷酸化在HUWE1介导的WIPI2泛素化降解中的调控作用。该研究不仅证明细胞中WIPI2的蛋白水平是决定基础自噬强度的关键因素和诱导自噬发生的重要调控点，结合mTORC1在自噬起始和自噬体与溶酶体融合以及溶酶体发生中的作用，提示mTORC1涉及对自噬过程每一阶段的控制，从而能响应细胞内外变化迅速启动和终止自噬，进一步体现出mTORC1在自噬调控中主导角色。

刘伟教授（周学迅摄）

特别值得一提的是，刘伟课题组近几年来在自噬调控领域做出了一系列系统的工作：年1月，该课题组阐述了核内LC3蛋白脱乙酰化修饰在自噬泡形成中的重要意义及其调控机制；年11月，该课题组组发现了一条激活组蛋白脱乙酰化酶Sirt1启动细胞自噬的新的信号途径；年8月，该课题组发现了p介导的乙酰化修饰在VPS34激活中的关键作用，阐述了这一新机制在启动经典自噬和非经典自噬中的重要意义；年10月，该课题组发现mTORC1课题通过磷酸化p，解除p的分子内抑制作用，阐明了mTORC1-p通路在自噬起始和脂质生成的过程中发挥重要调控作用。

参考文献

1.Hosokawa,N.,Hara,T.,Kaizuka,T.,Kishi,C.,Takamura,A.,Miura,Y.,Iemura,S.,Natsume,T.,Takehana,K.,Yamada,N.,etal.().Nutrient-dependentmTORC1associationwiththeULK1-Atg13-FIP