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Nature发表!中山一院骨肿瘤科刘伟海医生发现乳酸直接调控蛋白质功能以调节细胞周期的新机制

2023-03-20 16:25浏览数:67

     2023315日,中山大学附属第一医院骨-显微医学部、骨肿瘤科刘伟海医生(第一作者)与合作者的研究成果“Lactate regulates cell cycle by remodeling the anaphase promoting complex”,在线发表于国际顶级学术期刊Nature,该文揭示了乳酸直接调控蛋白质功能以调节细胞周期的新机制。

           

研究成果发表于国际顶级学术期刊(Nature


   有氧糖酵解是快速增殖细胞的代谢特征之一。作为糖酵解的终产物,乳酸在细胞内的浓度可高达15-30 mM。以往的多数观点认为乳酸是一种“代谢废物”,最终只会被排出细胞外,但细胞内累积的乳酸能否直接调节细胞增殖的过程,目前基本未知。在更广泛的层面上,细胞内累积的乳酸能否直接调控蛋白质的功能及其具体通过何种机制,目前尚不清楚。

   为了探索这些问题,刘伟海医生在哈佛大学丹娜法伯癌症研究院、哈佛医学院与合作者通过采用一系列的研究方法,发现乳酸的丰度在细胞进入有丝分裂时达到峰值,细胞内累积的乳酸可直接在SENP1活性位点与锌形成抑制性复合物,最终引起APC/C复合物的重构,促进细胞周期相关蛋白适时的降解,以调节细胞周期和增殖。总体来讲,这项研究阐明了乳酸通过重构APC/C复合物调控细胞周期的新机制,同时也揭示了乳酸可直接调控蛋白质功能及其具体分子机制。



研究机制图

   更广泛地讲,这项研究发现的乳酸对蛋白质功能的直接调控作用及其具体分子机制,可能在肿瘤、炎症、运动等多种不同的生物学过程中均发挥了重要作用,为进一步理解人体代谢与生理、病理过程的相互联系提供了新的思路和研究方向。

   刘伟海医生从2014年起一直师从沈靖南教授和尹军强教授,国外合作导师为哈佛大学丹娜法伯癌症研究院Edward T. Chouchani教授。近年来中山一院骨-显微医学部骨肿瘤科以年轻人才培养为学科建设的重要方向,建立了一支具有国外知名机构学习经历的高素质青年人才队伍。科室根据青年医生的研究基础、个人能力、兴趣结合科室建设目标,在医院平台支持下,共同商定青年医生学术研究方向。该研究还得到了中山一院精准医学研究院和医院多个职能部门的支持。该项研究成果将进一步拓展中山一院与国际一流研究机构的合作基础,并提升医院、科室的国际学术影响力。