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细胞抉择

近日,来自美国的研究人员在国际学术期刊molecular cell在线发表了一项最新研究进展,他们发现在轻微代谢应激和严重代谢应激情况下细胞会启动不同的信号途径决定细胞命运--决定细胞是继续存活还是发生凋亡。

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营养成分不足会打乱机体和细胞的生理平衡状态,导致疾病甚至是死亡的发生。营养成分不足还会造成代谢应激,带来一系列生理性和病理性后果,因此细胞如何在这种情况下实现适应性应答引起了研究人员的兴趣。


在这项研究中,研究人员发现在低水平葡萄糖条件下,细胞分别通过PERK/Akt和MEK1/ERK2信号途径启动适应性应答或诱导细胞凋亡。为了实现适应性细胞存活,细胞会利用内质网应激诱导的未折叠蛋白应答反应激活PERK/Akt信号途径增强细胞存活能力。而持续性的极端能量应激则会促进细胞转向亚型特异性的MEK1/ERK2信号途径,诱导GCN2/eIF2a磷酸化以及ATF4表达,从而覆盖PERK/Akt介导的细胞适应性,并通过ATF4依赖性的Bid ,Trb3等促凋亡因子表达诱导细胞凋亡。


在代谢应激过程中ERK2激活会促进TCA循环以及氨基酸代谢过程的改变进而促进细胞死亡,研究人员同时发现,补充谷氨酸和α-酮戊二酸会抑制上述过程的发生。


总的来说,这项研究揭示了代谢应激情况下保护细胞和组织的潜在作用靶点,清晰地描述了代谢应激与细胞命运之间的关系,为许多疾病的进一步研究提供了重要理论基础。


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