近年来,流行“轻断食”趋势。人们调节进餐时间是为了防止饥饿、调动脂肪、稳定血糖并清除体内的废物代谢物。这背后的原因是什么? 11月13日,复旦大学雷群英团队在国际学术期刊《自然》在线发表研究论文,给出了解释。
这项历时近10年的研究首次揭示了乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能。它打破了传统认识,发现其可以直接调控线粒体自噬,为克服胰腺癌KRAS抑制剂耐药性提供了新的治疗靶点,并在代谢生物学与肿瘤学的交叉领域取得了突破性进展。
具体来说,当细胞缺乏营养时,就会发出一种叫做“乙酰辅酶A”的“神秘信使”。它绕过了营养的两条“经典大道”科学家们熟知的AMPK和mTOR传感技术,独特地将“饥饿”信号直接发送到细胞的能量工厂——线粒体,并指挥“哨兵”NLRX1做出反应。这一发现不仅解释了适度饥饿如何诱发体内积极反应,也为未来对抗代谢性疾病、癌症甚至延缓衰老开辟了一条新的、富有想象力的研究路径。
复旦大学基础医学院/肿瘤研究所教授雷群英回忆,2016年底,他和团队成员树立了一面“旗帜”:开展不依赖经典代谢传感途径的创新研究。该团队模仿人体“轻度饥饿”环境,开发出一种营养成分接近人体过夜饥饿的培养基。实验结果表明,线粒体自噬被显着启动,但AMPK和mTOR这两个公认的“细胞营养感应器”ekeepers”,目前没有回应。
“这表明,在未被发现的细胞中隐藏着一个‘新通道’,它在生理饥饿期间专门调节线粒体自噬。”雷群英说道。
这一突破给团队注入了很大的信心。然而,为了说服审稿人,需要找到更确凿的证据来阐明乙酰辅酶A在何处发挥作用。
肿瘤研究所助理研究员张一凡表示:“为了获得足够的数据,我们开始了‘疯狂’的细胞培养模式。实验室的细胞柜里摆满了培养皿,最多同时培养200盘细胞。”
真正的挑战是在浩瀚的基因中找到独特的“钥匙”。
该团队利用全基因组CRISPR/CAS9筛选技术,对2万多个基因进行“大海捞针”搜索,最终准确鉴定出了关键蛋白NLRX1。
找到“哨兵”NLRX1后,一个更根本的谜团被揭开。o 回答:乙酰辅酶A如何传递信号?
雷群英团队表现出了敏锐的科学直觉。他们首先排除了乙酰辅酶A的经典功能之一“乙酰化修饰”途径,然后大胆推测两者之间可能存在更直接的“对话”。
为了证实这一假设,团队设计了一种“分子钓鱼”:利用标记的生物素乙酰辅酶A作为“诱饵”,在细胞复杂的环境中进行“拉力实验”。结果令人兴奋——NLRX1被成功“钓鱼”,证明两者可以直接结合。
研究小组追求突破,通过更复杂的放射性配体结合实验,为这场“对话”测量出了准确的“指标指数”。数据显示,这一指标正好在细胞内乙酰辅酶A的生理浓度范围之内,并且在与琥珀酰辅酶A、丙二酰辅酶A等众多“长得相似”的分子竞争中,乙酰辅酶A具有最强的活性。与 NLRX1 结合。
研究小组得出的结论是,NLRX1 是乙酰辅酶 A 特有的独特“适配器哨兵”。
基于这些证据,新的信号通路的清晰图景终于被勾勒出来。
当营养充足时,高浓度的乙酰辅酶A充当“分子制动器”,特异插入NLRX1的LRR结构域,将其紧紧锁定在“休眠”状态,阻止线粒体自噬的启动。
当营养缺乏或药物应激发生时,乙酰辅酶A浓度下降,“刹车”被释放。释放出来的NLRX1立即改变其构型并聚集成一个团队,主动招募自噬蛋白LC3,并开始选择性去除有问题的线粒体。
为了获得证据,研究小组构建了无法结合乙酰辅酶A的nlrx1突变体。研究发现,“刹车失灵”导致线粒体自噬在营养充足的情况下变得非常活跃,就像一辆油门卡住的汽车一样。这位专家iment 提供了乙酰辅酶 A 与 NLRX1 相互作用的无可辩驳的证据。
接下来,雷群英团队聚焦肿瘤中最常见的突变癌基因KRAS,尝试用基础科学解决临床问题。
尽管KRAS抑制剂的出现给癌症治疗带来了希望,但耐药性一直是临床实践中“长期存在的问题”。研究小组发现,狡猾的肿瘤细胞在面对KRAS抑制剂时激活了一种意想不到的“自救”机制:药物上调acly蛋白,导致细胞内乙酰辅酶A水平降低。这种变化意外地激活了以 NLRX1 为中心的线粒体自噬途径。通过像“大扫除”一样清理受损的线粒体,肿瘤细胞成功减少了药物引起的氧化应激,从而避免了杀伤和产生耐药性。
破解这一机制直接指向新的治疗方向。实验证实敲除NLRX1或使用线粒体自噬抑制剂mdivi-1可以显着增强KRAS抑制剂的抗肿瘤作用。这意味着针对“乙酰辅酶A-NLRX1”轴的联合治疗策略有望成为克服突变KRAS肿瘤耐药性的新方向,为癌症患者的治疗带来新的希望。
多学科的积累赋予了团队“另辟蹊径”的智慧。癌症研究所2020级博士生沉晓说:“当我们坐在一起讨论时,我们会提出很多新想法,解决问题。”
团队并不拘泥于单一技术,而是灵活多样。利用突变体实验、亲和力测定、交联聚合等多种生化方法,攻克了蛋白膜结合验证、全基因组筛选等技术难点,完成了2万多个基因的无偏筛选,构建了坚实的间接证据链,最终说服了审稿人具有可靠数据的自然期刊。
孙新云 崔秀琴 中青报·中青报记者 魏其萌 2025年11月17日 第08页
为铭记光影辉煌,首届新疆国际摄影大赛正式启动。为庆祝新疆维吾尔自治区成立70周年,首届“亿源汽车杯”新疆国际摄影大赛于9月28日正式启动。 2025-09-29 14:31 2025年4月10日,昆山镇三公山茶种植基地,吴吴,吴,昆山三公山茶种植基地,杜鹃花海茶飘香安徽省芜湖市吴吴镇三公山茶厂,上千公顷高山野生杜鹃花在绿油油的茶园里绽放,蔚为壮观。 2025年4月1日,北京怀柔慕田峪长城内外山花怒放。美丽的春花让古老的伟大墙壁色彩缤纷,犹如一幅美妙的春天山水画。 2025-04-02 15:44 引江济淮蔡潮线恢复运营。 2025年4月1日,该船在安徽省合肥市庐江县江淮航道航行,标志着菜子湖湿地冬季候鸟禁航结束,菜(子湖)潮(湖)恢复通航2025-04-01 15:40(湖)湖恢复通航2025-04-01 15:40。
2025年3月31日,太湖之滨迷人春色,江苏省苏州市吴中区光复镇太湖之滨,桃花、樱花、油菜花等,生态良好,春色诱人。 2025-04-01 15:31 用镜头记录城市更新 青岛首届“百媒看变”活动圆满结束。城市更新用镜头记录青岛首届“百媒视变”联合活动圆满结束 2025-03-20 10:14 首届“昭君杯”全国老年人合唱比赛在京启动 首届“昭君杯”全国老年人合唱比赛在北京国家大剧院正式启动 2025-03-19 16:10 金沙江大桥建设 2025年2月25日,工人们在新市金沙江大桥施工现场推进施工位于云南省昭通市绥江县。 2025-02-26 15:41
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复旦大学基础医学院/肿瘤研究所教授雷群英回忆,2016年底,他和团队成员树立了一面“旗帜”:开展不依赖经典代谢传感途径的创新研究。该团队模仿人体“轻度饥饿”环境,开发出一种营养成分接近人体过夜饥饿的培养基。实验结果表明,线粒体自噬被显着启动,但AMPK和mTOR这两个公认的“细胞营养感应器”ekeepers”,目前没有回应。
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研究小组得出的结论是,NLRX1 是乙酰辅酶 A 特有的独特“适配器哨兵”。
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为了获得证据,研究小组构建了无法结合乙酰辅酶A的nlrx1突变体。研究发现,“刹车失灵”导致线粒体自噬在营养充足的情况下变得非常活跃,就像一辆油门卡住的汽车一样。这位专家iment 提供了乙酰辅酶 A 与 NLRX1 相互作用的无可辩驳的证据。
接下来,雷群英团队聚焦肿瘤中最常见的突变癌基因KRAS,尝试用基础科学解决临床问题。
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多学科的积累赋予了团队“另辟蹊径”的智慧。癌症研究所2020级博士生沉晓说:“当我们坐在一起讨论时,我们会提出很多新想法,解决问题。”
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