来自哈佛大学公共卫生学院（HSPH）的研究人员首次识别出了调控细胞生长和代谢所必需代谢途径的基本作用机制，这一途径以mTOR蛋白为中心，mTOR蛋白能对外界刺激，比如胰岛素和营养物质作出应答，传递细胞生长信号。科学家们希望未来有一天，能利用这种作用机制研发某些mTOR信号失去控制的癌症。相关研究成果公布在《科学》（Science）杂志上。
领导这一研究的是哈佛大学公共卫生学院副教授Brendan D. Manning，这位青年研究人员早年毕业于耶鲁大学，主要从事癌症信号通路以及代谢通路的研究，曾发现过胰岛素与癌症的重要关联，其研究组近期获得了300万美元奖金。
细胞密切监控着细胞生长因子，营养和能量的代谢。作为生长信号的应答，它们会生成核苷酸，也就是RNA和DNA的基础组成成分，这些都是形成新细胞，复制遗传物质所必需的。这项研究第一次发现了经由这个途径的新调控机制，也首次提出了生长信号与新核苷酸合成之间的分子关联。
人体内所有细胞都会表达mTOR蛋白，这种关键蛋白的信号途径能感知并整合细胞生长信号，而mTOR蛋白就是连接这些信号和特殊能量调节，以及消耗营养生物合成（比如蛋白和脂质合成）过程之间的桥梁。
这项研究进一步探讨了这些对于细胞生长来说至关重要的生物进程，比如核苷酸合成。在出现伤口，或者为了对抗病原体而新生成的免疫细胞群，都涉及到这些过程。还有一些因子也能激活这些过程，比如常见人类疾病有关的遗传和环境因子，在癌症患者中，80%的患者其mTOR信号会被激活，而肥胖和II型糖尿病的患者体内也会出现这样的增长。
研究人员发现在大多数癌细胞中，失控的mTOR信号好似与失控的细胞生长有关，至少部分相关，这主要是通过促进这些细胞中RNA和DNA的增多。
“这是一项关于细胞代谢基础调控的新发现，”Manning博士说，“我们希望能利用这种机制，研发针对存在失控mTOR信号的癌症和肿瘤综合征的治疗方法。”（生物谷Bioon.com）
DOI： 10.1126/science.1228792
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Stimulation of de Novo Pyrimidine Synthesis by Growth Signaling Through mTOR and S6K1
Issam Ben-Sahra, Jessica J. Howell, John M. Asara, Brendan D. Manning
Cellular growth signals stimulate anabolic processes. The mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) is a proteinkinase that senses growth signals to regulate anabolic growth and proliferation. Activation of mTORC1 led to the acute stimulationof metabolic flux through the de novo pyrimidine synthesis pathway. mTORC1 signaling posttranslationally regulated this metabolicpathway via its downstream target ribosomal protein S6 kinase 1 (S6K1), which directly phosphorylates S1859 on CAD (carbamoyl-phosphatesynthetase 2, aspartate transcarbamoylase, dihydroorotase), the enzyme that catalyzes the first three steps of de novo pyrimidinesynthesis. Growth signaling through mTORC1 thus stimulates the production of new nucleotides to accommodate an increase inRNA and DNA synthesis needed for ribosome biogenesis and anabolic growth.
