2021年3月23日，北京生命科學研究所/清華大學生物醫(yī)學交叉研究院王濤實驗室在《Cell Reports》雜志發(fā)表題為“Roles of PINK1 in regulation of systemic growth inhibition induced by mutations of PTEN in Drosophila”的封面文章（https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108875），研究人員用果蠅作為模式生物研究PINK1調節(jié)細胞生長的作用機制，發(fā)現(xiàn)其在調節(jié)腫瘤抑制因子PTEN突變引起的全身生長抑制中發(fā)揮重要作用。

目前，國內外對PINK1的研究重點依然集中在對帕金森氏綜合征的致病機理上，而其在組織生長和腫瘤發(fā)生中的作用知之甚少。因此，研究PINK1在細胞生長中的功能（促進亦或抑制生長），解析其調節(jié)細胞生長的具體分子機制，不但能揭示其在腫瘤發(fā)生中的作用，而且也能為探究神經(jīng)退行性疾病與癌癥之間的關系奠定一定基礎，同時將對癌癥病人的治療提供重要的理論基礎和新的策略。
研究人員發(fā)現(xiàn)pink1突變體果蠅體重明顯變輕，且細胞變小，這也證實PINK1在細胞生長中發(fā)揮重要作用。之前的研究發(fā)現(xiàn)，PINK1是在Parkin介導的線粒體自噬中發(fā)揮作用的，而作者發(fā)現(xiàn)parkin突變的果蠅細胞大小并沒有變化，且過表達Parkin不能挽救pink1突變體體重變輕的表型，所以PINK1在細胞生長中的調控作用并不依賴于Parkin。生物體內控制細胞的生長有兩種調節(jié)方式，分別是細胞自主調控（cell-autonomous）和細胞非自主調控（non-autonomous）。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，在果蠅肌肉中特異性敲低PINK1也會導致體重變輕，說明肌肉是PINK1調控果蠅生長的重要場所，證實PINK1調控果蠅的生長存在非自主式調控方式。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)pink1突變體果蠅體內糖原和甘油三酯的含量發(fā)生變化，表現(xiàn)出高血糖癥，同時突變體果蠅細胞中胰島素信號通路被抑制，而這是由于在pink1突變體果蠅中一個分泌性的胰島素以及胰島素類似物的拮抗劑Impl2顯著增加導致。更為重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)在組織中特異性地敲低PTEN的表達可以導致果蠅的體重變輕，而這一表型與晚期癌癥患者身體嚴重消瘦的表型相似，這也與pink1突變體果蠅體重減輕的表型一致。研究人員發(fā)現(xiàn)回補PINK1能恢復由PTEN突變引起的全身生長抑制的表型，從而揭示PINK1在pten驅動的癌癥相關的惡病體質中的潛在作用。該研究系統(tǒng)地揭示PINK1調節(jié)細胞生長的機制，解析PINK1在細胞內獨立于Parkin的又一重要生理功能；全面理解pten驅動的癌癥相關的惡病體質的機制，解析PINK1在調節(jié)PTEN突變引起的全身生長抑制中的作用，也為治療癌癥相關的惡病體質提供理論基礎和策略。
王濤實驗室博士后韓勇超為本文的第一作者，王濤實驗室的莊娜博士對本文也有重要貢獻。王濤博士為本文通訊作者。該研究在北京生命科學研究所完成。

來源：北京生命科學研究所