人体营养感知开关mTOR在移动中

• 少吃、
• 间歇性禁食、
• 服用雷帕霉素等抗衰老药物

科隆马克斯普朗克衰老生物学研究所的一个研究小组首次证明，

• mTORC1 在细胞内的不同位置发挥着不同的功能。

这些新发现拓宽了我们对 mTORC1 如何被营养物质激活的理解，并可能有助于开发新的、更有针对性的抗衰老和与年龄相关的疾病的疗法。

mTOR 复合物 1（雷帕霉素机制靶点复合物 1，简称“mTORC1”）是蛋白质网络的核心组成部分，可感知细胞是否能够获得足够的营养。因此，它确保细胞仅在营养充足且所有其他条件都最佳时才能生长。由于 mTORC1 控制几乎所有细胞过程，因此在大多数人类疾病和衰老过程中，其活性通常失调。

旧模式

• 细胞从其环境中吸收营养物质，如氨基酸（外源性氨基酸），或者在液泡细胞器（称为溶酶体）内分解受损或不再需要的细胞物质。
• 这些“回收”的营养物质（内源性氨基酸）随后被释放到细胞的其余部分，并重新用作构建块或能量来源。

尽管进行了超过 15 年的深入研究，但营养物质如何以及在何处激活 mTORC1，以及这种复合物如何控制发生在细胞内各个位置的细胞功能仍然是个谜。

事实上，该领域广为接受的模型表明，mTORC1 仅在溶酶体上被外源性氨基酸激活，而当它离开这些细胞器的表面时就会失活。

尽管这种旧模型充分解释了 mTORC1 如何在溶酶体上被激活，但同时也提出了许多悬而未决的问题：

• 例如，如果 mTORC1 仅在溶酶体上活跃，那么它如何作用于其各种靶标（其中大多数位于细胞内的不同位置）？
• 此外，从概念上讲，为什么细胞会发展出一种分子机制来感知溶酶体等细胞器表面的外源氨基酸？

移动的mTOR！
MPI 研究人员现已证明，活性 mTORC1 不仅存在于溶酶体中，还存在于细胞中的许多其他位置，例如细胞质和高尔基体。

在每个位置，mTORC1 作用于其不同的底物以控制不同的细胞功能。此外，虽然溶酶体 mTORC1 主要由这些细胞器内部产生的内源性氨基酸激活，但细胞质 mTORC1 可以感知来自外部的氨基酸。

在一项独立研究中，研究人员发现，这些并不是在细胞内每个位置起作用的独立的 mTORC1 池。相反，它们很可能是在溶酶体和细胞质之间穿梭的相同复合物。更具体地说，研究人员证明，在溶酶体表面激活的 mTORC1 复合物会调节自身的释放以满足其他地方的其他目标。因此，mTORC1 的内在活性是决定其定位和在细胞内作用位置的另一个重要因素。

这个研究表明，与过去 15 年来建立的调节溶酶体上 mTORC1 的蛋白质网络类似，一定存在一个额外的信号网络，使细胞能够感知细胞质或其他地方外源氨基酸的可用性。因此，我们的工作不仅为该领域几个以前未解答的问题提供了答案，而且还为营养感知和 mTORC1 生物学开辟了一个全新的世界

雷帕霉素通过影响 mTORC1 在细胞内的定位，也会对 mTORC1 对溶酶体和其他地方的不同靶标的作用产生不同的影响。有朝一日，我们也许能够开发出更有针对性的药物，专门抑制细胞内某些位置的 mTORC1，从而实现某些细胞功能，同时不影响其他功能。