细胞自噬是机体一种重要的防御和保护机制。但是这种自噬“信号”如何传递给细胞从而使其“执行”自噬过程，则一直是科学界的难题。近期，厦门大学生命科学学院林圣彩教授课题组成功找到高等动物细胞在生长因子缺失条件下，启动自噬的部分“密码”，从而在细胞自噬机制研究方面取得重大突破。近日，最新一期的美国《科学》Science杂志以研究文章的形式刊发了这项研究成果，并配发专门评述。
所谓自噬，是指细胞消化自身蛋白质或细胞内的结构（细胞器）的一种自食现象。通过这种现象，细胞可以降解、消除和消化受损、变性、衰老和失去功能的细胞器和变性蛋白质等生物大分子，为细胞的生存和修复提供必须的能量。有关实验表明，包括肥胖症、糖尿病、神经退行性疾病、免疫失调及癌症在内的人类许多重大疾病的发生都与自噬过程异常有关。为此，自噬也是当前生命科学中最热门的研究领域之一。
据介绍，对自噬进行分子机制的研究始于上世纪90年代的以单细胞生物酿酒酵母为模型的研究，目前，一系列构成单细胞生物自噬核心机器的基因已被发现并命名。然而，对自噬在多细胞生物特别是哺乳动物中的调控机制的研究，科学界至今仍在不断探索中。摆在科学家面前的一个根源性的问题是：在多细胞生物中，诱导自噬的各种信号是如何被传递到细胞内自噬“核心机器”从而启动自噬过程的？
这也成为长期致力于细胞信号转导研究的林圣彩教授课题组近年来的研究目标之一。经过多年研究，课题组终于成功“破解”这一自噬启动“密码”——通过一种名为GSK3的激酶活性增高后磷酸化并随之激活乙酰转移酶TIP60，进而导致自噬核心机器中的蛋白激酶ULK1的乙酰化水平增强而启动细胞自噬。这将有益于科学界从“源头”上认识相关疾病，并为这些疾病的诊断和治疗提供新的靶点。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1126/science.1217032
PMC:
PMID:
GSK3-TIP60-ULK1 Signaling Pathway Links Growth Factor Deprivation to Autophagy
Shu-Yong Lin1,*, Terytty Yang Li1,*, Qing Liu1, Cixiong Zhang1, Xiaotong Li1, Yan Chen1, Shi-Meng Zhang2, Guili Lian1, Qi Liu1, Ka Ruan1, Zhen Wang1, Chen-Song Zhang1, Kun-Yi Chien3, Jiawei Wu4, Qinxi Li1, Jiahuai Han1, Sheng-Cai Lin1,†
In metazoans, cells depend on extracellular growth factors for energy homeostasis. We found that glycogen synthase kinase-3 (GSK3), when deinhibited by default in cells deprived of growth factors, activates acetyltransferase TIP60 through phosphorylating TIP60-Ser86, which directly acetylates and stimulates the protein kinase ULK1, which is required for autophagy. Cells engineered to express TIP60S86A that cannot be phosphorylated by GSK3 could not undergo serum deprivation–induced autophagy. An acetylation-defective mutant of ULK1 failed to rescue autophagy in ULK1−/− mouse embryonic fibroblasts. Cells used signaling from GSK3 to TIP60 and ULK1 to regulate autophagy when deprived of serum but not glucose. These findings uncover an activating pathway that integrates protein phosphorylation and acetylation to connect growth factor deprivation to autophagy.
