mTOR Signaling信号通路

外泌体携带HSP90α通过调控mTOR信号通路影响血管肉瘤细胞自噬的机制初探外泌体是一类由细胞释放的小囊泡，它们在细胞间传递信号和物质，并参与多种生理和病理过程。

最近的研究表明，外泌体中的HSP90α蛋白通过调控mTOR信号通路，影响血管肉瘤细胞的自噬。

自噬是一种细胞通过降解和回收细胞内垃圾和损伤的细胞器来维持细胞稳态的机制。

mTOR信号通路是细胞内最重要的自噬调控机制之一。

mTOR信号通路的激活可以抑制自噬的发生，而其抑制则会增强自噬。

在这项研究中，研究人员首先分离和鉴定了血管肉瘤细胞的外泌体。

通过电镜观察和Western blot分析，确定了这些外泌体中富集了HSP90α蛋白。

接下来，研究人员通过转染血管肉瘤细胞，使其过表达HSP90α蛋白。

结果显示，HSP90α过表达的细胞中mTOR信号通路被抑制，自噬的水平升高。

进一步的实验中，研究人员通过利用rapamycin，一种mTOR信号通路的抑制剂，研究了HSP90α蛋白对mTOR信号通路的影响。

结果显示，当细胞中存在外源性的HSP90α蛋白时，rapamycin对mTOR的抑制效果减弱，表明HSP90α蛋白可以调节mTOR信号通路的活性。

此外，研究人员还发现，HSP90α蛋白通过与mTOR蛋白直接相互作用，影响了mTOR的磷酸化水平，从而调节了mTOR信号通路的功能。

研究人员进一步探究了HSP90α蛋白外泌体激活自噬的分子机制。

他们发现，外泌体中富集的HSP90α蛋白可以被血管肉瘤细胞主要表面受体吸附，从而通过受体介导的信号传导途径激活mTOR信号通路，从而抑制自噬。

总体而言，这项研究初步揭示了外泌体携带的HSP90α蛋白通过调控mTOR信号通路影响血管肉瘤细胞自噬的机制。

这项研究不仅证明了外泌体在细胞间通讯中的重要作用，同时也揭示了HSP90α蛋白在肿瘤发生和发展中的潜在作用。

未来的研究将进一步探索外泌体与HSP90α蛋白之间的相互作用，以及其在其他疾病中的生物学功能综上所述，本研究发现外泌体中富集的HSP90α蛋白通过与肿瘤细胞表面受体相互作用，激活mTOR信号通路并抑制自噬。

３３４生物物理学报２００７年的功能被发现。

ｍＴＯＲ信号通路与细胞的生长、分裂、存活、迁移、自我更新和细胞周期进程等生理过程密切相关。

它不仅调节细胞的生长，而且对小鼠的早期胚胎发育甚至出生后的生长都有影响。

虽然ｍＴＯＲ通路与哺乳动物寿命的关系还没有被揭示，但近年的研究成果已显示出ＴＯＲ通路在后生动物的发育和成体代谢中起着重要的作用，ＴＯＲ调节着与营养相关的生理过程。

１．２由ｍＴＯＲ信号通路介导的信号刺激因子在哺乳动物中ｍＴＯＲ与其它不同的蛋白结合，形成了两种复合体ｍＴｏＲＣｌ（ｎｌＴＯＲＣｏｍｐｌｅｘ１）和ｍＴＯＲＣ２（ｍＴＯＲＣｏｍｐｌｅｘ２）。

ｍＴＯＲＣｌ对ｍｐ加１），ｃｉｎ敏感，而ｍＴＯＲＣ２不敏感【４】。

过去十几年的研究主要集中于ｍＴＯＲＣｌ。

基于对ｍＴＯＲＣｌ的研究，目前认为ｍＴＯＲ信号通路的上游刺激因子主要有四类，即生长因子与胰岛素、营养因子、能量以及压力。

生长因子和胰岛素的刺激作用通过Ｐ１３Ｋ（ｐｈｏｓｐｈｏｉｎｏｓｉｔｉｄｅ．３一ｋｉｎａＳｅ）／ｍＴＯＲ通路调节细胞生长。

营养因子特别是氨基酸进入细胞后直接作用于ｍＴＯＲ通路中的效应分子，或通过间接途径对ｍＴＯＲ通路起作用，能量（低能）和压力（缺氧）是细胞内的刺激因子，可通过多种方式作用于ｍＴＯＲ通路，进而调节细胞生长。

近年对ＦＡＫ＠ｏｃａｌＡｄｈｅｓｉｏｎＫｉｎ邪ｅ）的研究表明，细胞黏附斑＠ｏｃａｌＡｄｌｌｅｓｉｏｎ）的形成可以通过ⅣⅨ作用于ｍＴＯＲ通路进而调节细胞生长旧，所以目前可以确定ｍＴＯＲ信号通路至少介导了五类刺激信号的转导过程。

随着近年对ｍＴＯＲＣ２的研究逐步深入，发现它参与了细胞骨架的形成，可能还有其它的刺激信号可以通过ｍＴＯＲ通路转导进而引起细胞的生理反应。

２ｍＴＯＲ信号通路的分子组成２．１ｍＴＯＲ蛋白及其复合体ｍＴｏＲＣｌ和ｍＴｏＲＣ２的特征在哺乳动物中只有一个ｍＴＯＲ基因，在人、大鼠和小鼠都编码了２５４９个氨基酸，蛋白分子量２８９ｋＤ。

细胞自噬的调控机制细胞自噬是一种重要的细胞代谢过程，通过同一细胞内的溶酶体降解有害的或异常的细胞器、蛋白质以及细胞内废弃物。

这种细胞自噬的调控机制对于维持细胞内稳态、细胞生长、发育和应对环境压力等起着重要作用。

本文将从相关信号通路、蛋白质修饰以及调控因子三个方面来探讨细胞自噬的调控机制。

一、相关信号通路细胞自噬过程的调控主要依赖于一些特定的信号通路，其中最为重要的是mTOR信号通路和AMPK信号通路。

1. mTOR信号通路mTOR（mammalian target of rapamycin）信号通路被认为是自噬过程的主要负调控因子。

当营养充足时，mTOR活化，抑制细胞自噬的进行；而当环境条件恶化，mTOR被抑制，从而促进细胞自噬的发生。

mTOR信号通路通过调控一系列下游蛋白质的磷酸化、翻译和合成来实现对细胞自噬的调控。

2. AMPK信号通路AMPK（adenosine monophosphate-activated protein kinase）信号通路是细胞能量代谢的重要调控因子，同时也与细胞自噬过程相关。

当细胞内能量耗竭、ATP水平下降，AMPK被活化，进而刺激细胞自噬的发生。

AMPK能通过直接磷酸化调节自噬相关蛋白，或者通过抑制mTOR信号通路来促进自噬的进行。

二、蛋白质修饰除了信号通路的调控外，细胞自噬还受到一系列蛋白质修饰的影响，包括磷酸化、乙酰化和泛素化等。

1. 磷酸化修饰细胞自噬相关的蛋白质如ATG（autophagy-related）家族成员和细胞自噬途径的关键蛋白LC3（microtubule-associated protein 1 light chain 3）等都可以受到磷酸化修饰。

磷酸化可以调控这些蛋白质的活性、稳定性和互作，从而影响细胞自噬的进程。

2. 乙酰化修饰乙酰化修饰是一种重要的蛋白质修饰方式，它可以调控细胞自噬相关的蛋白质如Atg5、Atg7等的功能和定位。

乙酰化修饰和蛋白质翻译后修饰酶如HDACs（histone deacetylases）之间的平衡是细胞自噬调控的重要因素之一。

mTOR信号通路图mTOR可对细胞外包括生长因子、胰岛素、营养素、氨基酸、葡萄糖等多种刺激产生应答。

它主要通过PI3K/Akt/mTOR途径来实现对细胞生长、细胞周期等多种生理功能的调控作用。

正常情况下，结节性脑硬化复合物-1(TSC-1)和TSC-2形成二聚体复合物，是小GTP 酶Rheb(Ras-homolog enriched in brain)的抑制剂，而Rheb是mTOR活化所必需的刺激蛋白，因此TSC-1/TSC-2在正常情况下抑制mTOR的功能。

当Akt活化后，它可磷酸化TSC-2的Ser939和Thr1462，抑制了TSC-1/TSC-2复合物的形成，从而解除了对Rheb 的抑制作用，使得mTOR被激活。

活化的mTOR通过磷酸化蛋白翻译过程中的某些因子来参与多项细胞功能，其中最主要的是4EBP1和P70S6K。

在整个PI3K/Akt/mTOR信号通路中，有一条十分重要的负反馈调节剂就是10号染色体上缺失与张力蛋白同源的磷酸酶基因(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome 10, PTEN)。

PTEN是一个肿瘤抑制基因，位于人染色体10q23。

它有一个蛋白酪氨酸磷酸酶结构域，在这条通路中可以将PI-3，4-P2与PI-3，4，5-P3去磷酸化，从而负调节PI3K下游AKt/mTOR信号通路的活性。

本信号转导涉及的信号分子主要包括IRS-1，PI3K，PIP2，PIP3，PDK1，PTEN，Akt，TSC1，TSC2，Rheb，mTOR，Raptor，DEPTOR，GβL，p70S6K，ATG13，4E-BP1，HIF-1，PGC-1α，PPARγ，Sin1，PRR5，Rictor，PKCα，SGK1，PRAS40，FKBP12，Wnt，LRP，Frizzled，Gαq/o，Dvl，Erk，RSK，GSK-3，REDD1，REDD2，AMPK，LKB1，RagA/B，RagC/D等。

中药活性成分调控mTOR信号通路干预糖尿病肾病的研究进展Δ贾慧雨1＊，冯志海2 #（1.河南中医药大学第一临床医学院，郑州　450046；2.河南中医药大学第一附属医院内分泌科，郑州　450003）中图分类号 R285文献标志码 A 文章编号 1001-0408（2023）13-1656-05DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2023.13.22摘要糖尿病肾病（DN）是引起终末期肾病的主要病因之一，发病机制尚不完全清楚，目前认为与高糖条件下自噬紊乱、氧化应激、炎症反应等多种因素介导的肾脏损伤关系密切。

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路是参与蛋白质合成及调节自噬过程的核心通路，在DN的发生发展中起着重要作用。

近年来，中医药防治DN的研究取得了关键性进展。

大量证据表明，中药活性成分可通过调节mTOR信号通路提高自噬水平，改善氧化应激和炎症反应，抑制细胞的凋亡及异常增殖，从而缓解足细胞损伤、肾小球基底膜增厚、系膜组织异常及肾小管功能障碍等肾脏病理改变，减少蛋白尿并改善肾功能，对延缓DN进展具有重要意义。

本文系统总结了中药皂苷类、黄酮类、多酚类、生物碱类、萜类等活性成分通过mTOR信号通路干预DN的研究进展，可为进一步的基础研究和临床新药开发提供一定参考。

关键词糖尿病肾病；中药活性成分；哺乳动物雷帕霉素靶蛋白；信号通路Research progress of active ingredients of traditional Chinese medicine in the intervention of diabetic nephropathy by regulating mTOR signaling pathwayJIA　Huiyu1，FENG　Zhihai2（1. First College of Clinical Medicine，Henan University of Chinese Medicine，Zhengzhou 450046，China；2. Dept. of Endocrinology，the First Affiliated Hospital of Henan University of Chinese Medicine，Zhengzhou 450003，China）ABSTRACT Diabetic nephropathy （DN）has become one of the main causes of end-stage renal disease，and its pathogenesis is still unclear. Currently，it is believed to be closely related to kidney injury mediated by various factors such as autophagy disorder under the condition of high glucose，oxidative stress and inflammation. Mammalian target of rapamycin （mTOR）signaling pathway is crucial for protein synthesis and autophagy regulation，which plays an important role in the occurrence and development of DN. In recent years，the research on the prevention and treatment of DN with traditional Chinese medicine （TCM）has made important progress. Plenty of evidence has shown that the active ingredients of TCM can enhance autophagy，improve oxidative stress and inflammation，inhibit cell apoptosis and abnormal proliferation by regulating mTOR signaling pathway，so as to relieve pathological changes in the kidney such as podocyte injury，glomerular basement membrane thickening，mesangial tissue abnormalities and renal tubule dysfunction，thereby reducing proteinuria and improving renal function. All of the above are of great significance for delaying the progression of DN. This article systematically summarizes the research progress of saponins，flavonoids，polyphenols，alkaloids，terpenoids and other active ingredients of TCM intervening in DN through mTOR signaling pathway，in order to provide some reference for further basic research and the development of new drugs.KEYWORDS diabetic nephropathy；active ingredients of traditional Chinese medicine；mammalian target of rapamycin；signaling pathway糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）是糖尿病最常见和最严重的微血管并发症之一，以持续性的蛋白尿排泄增加，伴或不伴有肾小球滤过率下降为主要临床特征。

信号通路合辑纵观现如今的科研发展趋势，⽆论哪⽅⾯的研究都脱离不了分⼦机制，其实归根结底就是搞明⽩信号通路中上下游的基因是如何调控的，受到了哪些因素的影响。

华美⽣物特别整理了各研究领域信号通路⽰意图，以便于我们获取最直接的科研思路。

AMPK signaling pathway腺苷酸激活蛋⽩激酶 (AMPK) 在细胞能量稳态调节中起到关键作⽤。

在低⾎糖、低氧、缺⾎和热休克等情况下，可激活AMPK。

AMPK可作为异源三聚体复合体出现，内含⼀个催化性α亚单位和调节性β和γ亚单位。

AMP结合到γ亚单位后，可变构激活复合体，使其苏氨酸172位点更易磷酸化的底物，在α亚单位的激活环中更易被主要的上游AMPK激酶LKB1 磷酸化。

AMPK还能被CAMKK2在苏氨酸172位点直接磷酸化，这是由代谢激素（如脂联素和瘦素）刺激后胞内钙离⼦⽔平变化引起的反应。

作为细胞能量感受器，AMPK 可对ATP低⽔平做出反应，被激活后，可对补充细胞 ATP 供应的信号转导通路做出正向调控，这些通路包括脂肪酸氧化和⾃噬。

Apoptosis细胞凋亡，为⼀种细胞程序性死亡。

相对于细胞坏死（necrosis），细胞凋亡是细胞主动实施的。

细胞凋亡⼀般由⽣理或病理性因素引起。

⽽细胞坏死则主要为缺氧造成，两者可以很容易通过观察区分开来。

Caspase家族属于半胱氨酸蛋⽩酶。

起始组Caspase包括caspase-2,-8,-9,-10,-11和-12,与促凋亡信号紧密相连，⼀旦激活，这些酶会切割并激活下游的效应组Caspase，包括Caspase-3,-6,-7。

效应 Caspase通过对细胞内蛋⽩特定的天冬氨酸残基位置处进⾏切割实现细胞的凋亡。

FasL和 TNF对Fas和 TNFR的结合能够激活caspase-8和-10。

DNA损伤诱导PIDD的表达，PIDD与RAIDD 和caspase-2结合并激活caspase-2。

受损线粒体中释放的细胞⾊素C与caspase-9的活化相关。

mTOR 通路对猪肠上皮细胞精氨酸代谢及转运的影响肖昊，温晓鹿，蒋宗勇，王丽*（广东省农业科学院动物科学研究所，农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室，畜禽育种国家重点实验室，岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心，广东省畜禽育种与营养研究重点实验室，广东广州510640）摘要：本试验旨在研究哺乳动物雷帕霉素靶标（mTOR ）通路对猪肠上皮细胞精氨酸（Arg ）代谢及转运通路的影响。

在含100或350μmol/L Arg 的培养基中添加（10nmol/L ）或不添加（0nmol/L ）雷帕霉素（Rapamycin,Rap ），培养猪肠上皮细胞（IPEC⁃J2细胞）2天后，对Arg 代谢通路、Arg⁃一氧化氮（NO ）、增殖转运通路蛋白表达进行检测。

结果表明：1）抑制mTOR 通路能够显著抑制精氨酸酶Ⅰ和精氨酸酶Ⅱ的蛋白表达量（P <0.05），显著抑制了精氨酸酶代谢途径；2）抑制mTOR 通路能显著抑制p⁃eNOS 的蛋白表达量（P <0.05），而增加Arg 浓度，与对照组相比显著提高p⁃eNOS 和eNOS 的蛋白表达量（P <0.05）；3）抑制mTOR 通路24小时后诱导性iNOS 的表达量上升；4）24小时下抑制mTOR 通路激活了磷酸化的cFos 表达量，抑制了PKCα、Erk 、Ric⁃tor 和CAT2的表达（P <0.05）。

综上所述，mTOR 被抑制后，猪肠上皮细胞中精氨酸的代谢和转运均被抑制，因而mTOR 信号通路在调控猪肠上皮细胞Arg 利用过程中发挥重要调控作用。

关键词：mTOR 信号通路；猪肠上皮细胞；精氨酸代谢；精氨酸转运中图分类号：S816.71文献标识码：A文章编码：1005⁃8567（2021）02⁃0001⁃05广东畜牧兽医科技2021年（第46卷）第2期科技前沿收稿日期：2021⁃03⁃30基金项目：国家生猪产业技术体系建设专项（CARS⁃35）；广东省现代农业产业技术体系生猪创新团队项目（2020KJ126）；科技创新战略专项资金（高水平农科院建设）——优秀博士（R2017YJ⁃YB1004）及青年副研究员（R2018PY⁃QF001）作者简介：肖昊(1988⁃），女，博士，副研究员，研究方向：猪营养与饲料科学。

经典信号通路之PI3K-AKT-mTOR信号通路日期：2012-03-12 来源：未知标签：PTE AKT信号摘要: PI3K-AKT-mTOR is one of the three major signalling pathways that have been identified as important in cancer.天隆科技NP968自动核酸提取仪，产品试用进行中！佛山泰尔健生物细胞培养器材诚征代理磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)信号通路相关磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)蛋白家族参与细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节。

PI3K活性的增加常与多种癌症相关。

PI3K磷酸化磷脂酰肌醇PI(一种膜磷脂)肌醇环的第3位碳原子。

PI在细胞膜组分中所占比例较小，比磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸含量少。

但在脑细胞膜中，含量较为丰富，达磷脂总量的10%。

PI的肌醇环上有5个可被磷酸化的位点，多种激酶可磷酸化PI肌醇环上的4th 和5th位点，因而通常在这两位点之一或两位点发生磷酸化修饰，尤其发生在质膜内侧。

通常，PI-4,5-二磷酸(PIP2)在磷脂酶C的作用下，产生二酰甘油(DAG)和肌醇-1,4,5-三磷酸。

PI3K转移一个磷酸基团至位点3，形成的产物对细胞的功能具有重要的影响。

譬如，单磷酸化的PI-3-磷酸，能刺激细胞迁移(cell trafficking)，而未磷酸化的则不能。

PI-3,4-二磷酸则可促进细胞的增殖(生长)和增强对凋亡的抗性，而其前体分子PI-4-磷酸则不然。

PIP2转换为PI-3,4,5-三磷酸，可调节细胞的黏附、生长和存活。

PI3K的活化PI3K可分为3类，其结构与功能各异。

其中研究最广泛的为I类PI3K, 此类PI3K为异源二聚体，由一个调节亚基和一个催化亚基组成。

调节亚基含有SH2和SH3结构域，与含有相应结合位点的靶蛋白相作用。

该亚基通常称为p85, 参考于第一个被发现的亚型(isotype),然而目前已知的6种调节亚基，大小从50至110kDa 不等。

PI3K/Akt/mTOR通路mTOR Akt GSK-3 DNA-PK ATM/ATR PDK-1 S6 Kinase AMPK PI3K一、PI3K简介二、PI3K是细胞内重要的信号转导分子，根据PI3K的P110亚基结构特点和底物分子不同可将其分为三大类，其中第Ⅰ类PI3K 功能最为重要，下面所述PI3K 指的都是第Ⅰ类PI3K。

PI3K主要由催化亚基P110 和调节亚基P85 组成。

PI3K 可被生长因子、细胞因子、激素等细胞外信号刺激激活。

PI3K激活可使膜磷酸肌醇磷酸化，催化肌醇环上3位羟基生成3,4 二磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol-3,4-biphosphate，PI-3,4P2)及3,4,5 三磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate，PI-3,4,5P3)，它们均可作为第二信使在细胞中传递信号，介导PI3K 的多种细胞功能，如这些脂质产物可通过与Akt 的PH(pleckstrin homology)区结合来激活Akt。

肿瘤抑制基因pten(phosphatase and tensinhomologdelet-edonchromosometen)表达产物可诱导3磷酸肌醇去磷酸化，从而可对PI3K 途径进行负调节。

二、Akt简介Akt是一种Ser/Thr蛋白激酶。

在磷脂酰肌醇依赖的蛋白激酶(phosphoinositide-dependent protein kinase，PDK)的协同作用下，PI-3,4P2 和PI-3,4,5P3 可与Akt结合，导致Akt从胞浆转位到质膜，并促进Akt 的Ser473 和Thr308 位点磷酸化。

Ser473或/和Thr308 位点的磷酸化是Akt激活的必要条件，而Akt激活是其发挥促细胞生存功能的重要前提。

激活的Akt 主要通过促进Bad(Bcl-2 家族促凋亡成员之一)、mTOR、Caspase 3、糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3, GSK-3)等下游底物磷酸化而发挥广泛的生物学效应，包括抗凋亡、促细胞生存等功能。