数千年来,从希腊哲学家希波克拉底和柏拉图开始,禁食就被推荐为一种具有健康益处的实践。禁食通过代谢重组实现这些健康益处,即将身体的能量来源从葡萄糖转换为酮体。间歇性禁食和生酮饮食能够带来多种健康益处,包括减肥、减少炎症、增强脑功能和预防癌症。这些方法通过引起酮体生成,激活多种细胞信号通路,从而实现其效果。尽管研究已久,禁食如何在蛋白质组水平上引发基因表达变化以建立酮体产生的代谢程序仍未充分理解。在这项研究中,我们发现了在进食到禁食的转变过程中,翻译控制的一个以前未知的作用,这种作用由主要帽结合蛋白 eIF4E (P-eIF4E) 的磷酸化增加所介导。自从 30 多年前发现 P-eIF4E 以来,人们对其生理作用的了解甚少。近日,加州大学旧金山分校(UCSF)的Davide Ruggero课题组在Nature杂志上发表题为「Remodelling of the translatome controls diet and its impact on tumorigenesis」的研究论文,研究表明,在禁食或生酮饮食期间,P-eIF4E 成为一种选择性翻译因子,对肝脏中特定信使 RNA (mRNA) 网络的翻译至关重要,而这些网络对于生酮作用至关重要。
那么,P-eIF4E 是如何调节的呢?研究人员发现,在禁食或生酮饮食期间,长链脂肪酸可以作为激活营养传感器 AMP 活化蛋白激酶 (AMPK) 的信号分子。AMPK 的激活进一步激活了磷酸化 eIF4E 的激酶,即 MAP 激酶相互作用蛋白激酶 (MNK)。此外,在生酮饮食中,P-eIF4E 是胰腺癌形成的致癌决定因素。这揭示了胰腺癌的一个新弱点,可以通过临床 P-eIF4E 抑制剂进行靶向治疗,为新的组合饮食和小分子癌症疗法提供了理论基础。这一发现不仅深化了我们对禁食和生酮饮食的生理作用的理解,还为癌症治疗开辟了新的途径。在未来的研究中,探索这种生酮作用的翻译控制是否也存在于其他组织和肿瘤类型中,将会非常有趣。总之,通过改变翻译控制来调节酮浓度,可能对癌症和各种血酮量过高情况的饮食干预疗法有益。
原文链接:
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07781-7
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