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華裔學者發現阻止腦細胞死亡重要蛋白
點擊次數：1484 發布時間：2012-10-16
來自澳大利亞墨爾本大學的研究人員發現了一種新方法，能調控機體zui特殊的防御機制，阻止癌癥的擴散及腦細胞死亡。這項研究發現有助于研發新型藥物，促進身體自身對抗癌細胞的能力，除此之外，也可以用于助治療腦部創傷及中風病患。
文章的通訊作者是墨爾本大學Florey神經科學研究所華裔科學家陳翔成（Seong-Seng Tan）教授，他曾獲得過大腦研究蛋白領域的不少成果，是腦部發育及再生研究領域的科學家。
這項研究圍繞抑癌基因：PTEN編碼的蛋白展開，之前的研究發現這種蛋白可以保護細胞不受癌細胞的攻擊，從而阻止腦細胞死亡，但至今為止科學家仍然不清楚其作用的分子過程。
研究人員通過各種生化手段，發現這一蛋白是通過細胞內的一個載體運輸系統運送給有需要的細胞，其中PTEN由一個稱作exosomes（外源體）小囊泡所分泌，并在保護蛋白陪同下被運到其他細胞。其中具體細節公布在期刊Science Signaling雜志上。
zui初認為外源體分泌出來的是廢物，但實際上卻是包含PTEN的有用物質。這項研究發現對未來癌癥治療尤其重要，因為PTEN是的抑癌基因，不少研究指出，PTEN水平降低，會導致癌癥發生，比如PTEN突變可能是子宮內膜癌變的早期警告信號。而且如果癌癥患者體內PTEN表達水平低，病情也更容易惡化。
PTEN也是阻止神經元死亡的關鍵所在，“我們現在發現可以利用這種抗癌方法維持神經細胞”，陳教授說，“阻止神經元死亡的蛋白到達另一個細胞時，也能被接受”。這種外源體進入細胞后，會釋放大量PTEN蛋白。
除此之外，研究人員還發現外源體中PTEN的分泌需要一種稱為Ndfp1的接頭蛋白，這種蛋白能與屬于E3泛素連接酶的Nedd4家族結合，如果缺乏Ndfp1，Nedd4-1和Nedd4-2都不能促進PTEN進入外源體。
陳教授還表示，下一步他們將嘗試用大量PTEN，將癌細胞轉化為非腫瘤細胞，“若我們想救治受損腦細胞，就可以在血液中加入大量PTEN蛋白”。
Peter MacCallum癌癥中心的Ricky Johnstone教授對此點評道，這項發現“揭示出一種已知的重要蛋白如何調節癌癥病發的過程，具有臨床意義。”
PTEN基因是*個克隆得到的具有磷酸酶活性的抑癌基因，定位于人染色體雜合性缺失高發區10q23.3，在成膠質細胞瘤，前列腺癌等多種腫瘤，尤其在晚期惡性腫瘤中存在突變。PTEN含有一個保守的蛋白質酪氨酸磷酸酶基因家族的催化結構域，N末端區域與細胞骨架中的張力蛋白和輔助蛋白具有較高的同源性。
PTEN是一個雙重特異性蛋白酪氨酸磷酸酶，并且具有磷脂酰肌醇-3-磷酸酶活性。PTEN通過催化磷脂酰三磷酸（PIP3）的降解調節PIP3的細胞內水平，活化AKT/PKB及凋亡和anoikis過程，調控細胞增殖和細胞周期。PTEN還可通過對聚焦粘附激酶（FAK）脫磷酸基失活FAK，對細胞的遷移、侵入和細胞骨架的組建進行負調控。同時，PTEN可以抑制接頭蛋白Shc負調節生長因子受體介導的信號傳遞。
原文摘要：
The Tumor Suppressor PTEN Is Exported in Exosomes and Has Phosphatase Activity in Recipient Cells
Exosomes are microvesicles of endosomal origin that are secreted, and their contents （proteins, lipids, DNA, or microRNAs） can alter the physiological states of recipient cells. We demonstrated that phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10 （PTEN）, a tumor suppressor protein normally localized in the cytoplasm and nucleus, was secreted in exosomes. Secreted PTEN was internalized by recipient cells with resultant functional activity, which resulted in reduced phosphorylation of the serine and threonine kinase Akt and reduced cellular proliferation. PTEN secretion in exosomes required Ndfip1, an adaptor protein for members of the Nedd4 family of E3 ubiquitin ligases. Without Ndfip1, neither Nedd4-1 nor Nedd4-2 promoted the recruitment of PTEN into exosomes. In addition, lysine 13 within PTEN, which is required for its ubiquitination by Nedd4-1, was required for exosomal transport of PTEN. These results implicate Ndfip1 as a molecular regulator of the exosomal export of PTEN, with consequences for non–cell-autonomous PTEN activity. Thus, we suggest that the ability of PTEN to exert phosphatase activity beyond the cell in which it is produced has implications for PTEN function during development, health, and disease