北大团队新发现“氨基酸传感器”，调控细胞生长关键信号mTORC1

▎药明康德内容团队编辑

近日，顶尖学术期刊《自然》发表了一篇来自北京大学刘颖教授团队的研究论文，报道了一种亮氨酸受体蛋白SAR1B，可以抑制细胞内的mTORC1复合物——控制细胞生长、增殖的关键信号。

由于mTORC1信号具有重要的生理和临床意义，其信号失调与癌症、神经退化、代谢疾病等各种疾病有关，《自然》杂志刊发了专门的评论文章，强调了这一发现的重要性。

过去的研究指出，细胞通过mTORC1检测到充足的氨基酸后，调节蛋白质的合成和细胞生长。在多种氨基酸中，亮氨酸是mTORC1的有力刺激因子。此次研究为亮氨酸如何激活mTORC1提供了新的洞见。

研究人员通过质谱实验发现，SAR1B是以前不为人知的一种亮氨酸“传感器”。当细胞内缺乏亮氨酸时，SAR1B与mTORC1的激活剂GATOR2相结合，因而抑制了mTORC1的活性；当亮氨酸浓度升高，SAR1B改为结合亮氨酸，导致构象改变，放开GATOR2，进而GATOR2激活mTORC1信号。

▲SARB1感知氨基酸水平激活mTORC1的机制示意图（图片来源：参考资料[2]）

利用模式生物线虫，研究人员证明，SAR1B通过感知亮氨酸调节mTORC1信号的机制在进化上高度保守。长期保持饥饿可以延长线虫的寿命，与SAR1B抑制mTORC1信号有关。

由于mTORC1过度激活还与癌症有关，这项研究进一步考察了SAR1B在其中的作用，发现通过调节mTORC1信号通路，SAR1B在肺癌发生中扮演着抑癌因子的角色。

生物信息学分析指出，在肺腺癌和肺鳞状细胞癌中，SAR1B基因经常缺失。而在移植人类肿瘤细胞的肺癌模型小鼠中，消除SAR1B的活性也会促进肿瘤生长。这些发现表明，SAR1B可能成为抗肿瘤治疗的有力靶点。

参考资料：

[1] Jie Chen et al., (2021) SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling. Nature. Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-021-03768-w

[2] How the amino acid leucine activates the key cell-growth regulator mTOR. Nature. Doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-01943-7

[3] 刘颖课题组揭示SAR1B感知细胞内亮氨酸浓度调控mTORC1活性 Retrieve Aug. 18, 2021 from https://www.imm.pku.edu.cn/wzsy/twld/130269.htm