mTORC2介导细胞存活/肿瘤细胞耐药的新机制

  2015年10月12日，国际知名学术期刊The Journal of Cell Biology（《细胞生物学杂志》）正式发表了南方医科大学基础医学院细胞生物教研室白晓春课题组的最新研究成果“mTORC2 promotes cell survival through c-Myc-dependent up-regulation of E2F1”。 南方医科大学医学基础医学院细胞生物学教研室的邹志鹏副教授和白晓春教授分别是本文的第一作者和通讯作者。
  背景介绍：
  雷帕霉素机制性靶标(mechanistic target of rapamycin, mTOR)是一种蛋白激酶，存在于两个功能上有所联系但又相互独立的蛋白复合体(mTORC1和mTORC2)中, 并调控细胞的能量代谢、增殖和存活。相对于mTORC1，mTORC2的调控机制并不清楚，目前研究比较透彻的是mTORC2通过磷酸化Akt的S473位点，激活Akt并抑制转录因子FOXO1/3对其下游促凋亡基因的转录，进而促进细胞的存活。
  结果分析：
  该研究发现，mTOR complex 2 (mTORC2)对细胞的促存活调控并不局限于经典的Akt信号通路，还能通过抑制促凋亡miRNA miR-9-3p的表达，从而削弱其对关键促存活因子E2F1的负调控，进而精密调控细胞存活或凋亡的命运。
  本课题组人员通过大规模的miRNA芯片（该研究中Agilent miRNA芯片服务由上海伯豪生物技术有限公司提供）筛选鉴定了8种受mTORC1/2抑制剂pp242而非mTORC1抑制剂雷帕霉素所调控的miRNA，提示这些miRNA特异性地受mTORC2所调控。进一步研究发现，在这些miRNA中，过表达miR-9-3p (miR-9*)可以显著促进多种不同类型肿瘤细胞的凋亡，反之，antagomiR-9-3p可明显抑制血清饥饿和化疗药物5-氟-尿嘧啶(5-FU)所诱导的肿瘤细胞凋亡。在利用荧光定量PCR和Northern杂交验证了miR-9-3p及其前体特异性地受mTORC2所负调控后，研究人员通过PICTAR等miRNA数据库筛选出数十种miR-9-3p的潜在靶标蛋白。在这些靶标蛋白中，E2F1、E2F3、MDM2和PDK1等与细胞的凋亡/存活密切相关。miR-9-3p可直接结合E2F1的3’-UTR区并抑制其表达，此外，敲低E2F1的表达可诱导细胞凋亡，恢复E2F1的表达可拯救过表达miR-9-3p或抑制mTORC2诱导的细胞凋亡，提示mTORC2通过负调控miR-9-3p，消除或减弱其对E2F1的表达抑制，从而促进细胞存活。在多种细胞系、B细胞特异性mTORC2敲除小鼠模型和移植瘤中的研究进一步提示：mTORC2可阻遏内源性抑制蛋白CIP2A与蛋白磷酸酶2A(PP2A)的结合，恢复PP2A对c-Myc的去磷酸化，促使c-Myc的降解，从而降低miR-9-3p的转录及其对E2F1的表达抑制，最终抑制细胞的凋亡。至此，本研究率先发现了mTORC2-c-Myc-miR-9-3p-E2F1这一全新的促细胞存活通路。近期研究揭示了E2F1在肿瘤耐药中的关键作用，因此，本研究为临床上联用化疗药物和mTORC2特异性抑制剂消除肿瘤耐药提供了理论依据。
  值得注意的是，本期期刊将本文列为Research Highlights之一。JCB专栏作家 Caitlin Sedwick在In This Issue栏目中撰写了导读文章“mTORC2 tips the balance in cell survival”，评论指出“mTORC2作为可变电阻器调控细胞的存活或凋亡”。
  原文出处： Zou Z, Chen J, Liu A, Zhou X, Song Q, Jia C, Chen Z, Lin J, Yang C, Li M, Jiang Y2, Bai X3.mTORC2 promotes cell survival through c-Myc–dependent up-regulation of E2F1, J Cell Biol. 2015.10.12; 211(1):105-22.