Cell Reports封面 | 王涛实验室发现PINK1在调节细胞生长中的作用机制

2021年3月23日，北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院王涛实验室在《Cell Reports》杂志发表题为“Roles of PINK1 in regulation of systemic growth inhibition induced by mutations of PTEN in Drosophila”的封面文章（https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108875），研究人员用果蝇作为模式生物研究PINK1调节细胞生长的作用机制，发现其在调节肿瘤抑制因子PTEN突变引起的全身生长抑制中发挥重要作用。

目前，国内外对PINK1的研究重点依然集中在对帕金森氏综合征的致病机理上，而其在组织生长和肿瘤发生中的作用知之甚少。因此，研究PINK1在细胞生长中的功能（促进亦或抑制生长），解析其调节细胞生长的具体分子机制，不但能揭示其在肿瘤发生中的作用，而且也能为探究神经退行性疾病与癌症之间的关系奠定一定基础，同时将对癌症病人的治疗提供重要的理论基础和新的策略。
研究人员发现pink1突变体果蝇体重明显变轻，且细胞变小，这也证实PINK1在细胞生长中发挥重要作用。之前的研究发现，PINK1是在Parkin介导的线粒体自噬中发挥作用的，而作者发现parkin突变的果蝇细胞大小并没有变化，且过表达Parkin不能挽救pink1突变体体重变轻的表型，所以PINK1在细胞生长中的调控作用并不依赖于Parkin。生物体内控制细胞的生长有两种调节方式，分别是细胞自主调控（cell-autonomous）和细胞非自主调控（non-autonomous）。进一步的研究发现，在果蝇肌肉中特异性敲低PINK1也会导致体重变轻，说明肌肉是PINK1调控果蝇生长的重要场所，证实PINK1调控果蝇的生长存在非自主式调控方式。此外，研究人员发现pink1突变体果蝇体内糖原和甘油三酯的含量发生变化，表现出高血糖症，同时突变体果蝇细胞中胰岛素信号通路被抑制，而这是由于在pink1突变体果蝇中一个分泌性的胰岛素以及胰岛素类似物的拮抗剂Impl2显著增加导致。更为重要的是，研究人员发现在组织中特异性地敲低PTEN的表达可以导致果蝇的体重变轻，而这一表型与晚期癌症患者身体严重消瘦的表型相似，这也与pink1突变体果蝇体重减轻的表型一致。研究人员发现回补PINK1能恢复由PTEN突变引起的全身生长抑制的表型，从而揭示PINK1在pten驱动的癌症相关的恶病体质中的潜在作用。该研究系统地揭示PINK1调节细胞生长的机制，解析PINK1在细胞内独立于Parkin的又一重要生理功能；全面理解pten驱动的癌症相关的恶病体质的机制，解析PINK1在调节PTEN突变引起的全身生长抑制中的作用，也为治疗癌症相关的恶病体质提供理论基础和策略。
王涛实验室博士后韩勇超为本文的第一作者，王涛实验室的庄娜博士对本文也有重要贡献。王涛博士为本文通讯作者。该研究在北京生命科学研究所完成。