![]()
在细胞信号传导的研究领域，mTORC1作为一个重要的信号调控中心，受到多种信号通路的调控，包括氨基酸的可获得性。KLHL22与DEPDC5的关系，尤其是它们在mTORC1信号通路中的作用，成为了研究者们讨论的热点。最近，围绕KLHL22介导的DEPDC5降解是否参与氨基酸激活mTORC1的机制，展开了一系列激烈的争论。KLHL22通过DEPDC5降解激活mTORC1
2018年5月16日，北京大学分子医学研究所、北大-清华生命科学联合中心刘颖课题组在Nature发表题为“KLHL22 activates amino-acid-dependent mTORC1 signaling to promote tumorigenesis and ageing”的论文，首次提出KLHL22通过泛素化和降解GATOR1复合体中的成分DEPDC5，从而促进mTORC1的激活。他们发现，氨基酸的充足导致KLHL22介导的DEPDC5降解，从而解除DEPDC5对mTORC1的抑制作用，促进了mTORC1的激活。这一发现为理解mTORC1如何感知氨基酸信号提供了新的视角，并揭示了KLHL22作为氨基酸感应器的潜在作用。2025年1月8日，波士顿麻省总医院医学部的Max L. Valenstein（通讯作者，第一作者）和怀特黑德生物医学研究所的Pranav V. Lalgudi（第一作者）等人在Nature发表了一篇名为：Amino acids and KLHL22 do not activate mTORC1 via DEPDC5 degradation的文章，首次对刘颖课题组的论文提出了质疑。紧接着同日，刘颖课题组也在Nature发表文章“Reply to: Amino acids and KLHL22 do not activate mTORC1 via DEPDC5 degradation”，就这一质疑给予回应。Sigma抗体的特异性问题
Valenstein等人在对该论文提出的KLHL22调节mTORC1信号的假设进行评议时，首先对他们使用的Sigma抗体提出了质疑。Sigma抗体在DEPDC5的免疫检测中检测到了一个低于150 kDa的非特异性带，这与刘颖课题组所称的约180 kDa的DEPDC5带不符。他们认为，Sigma抗体可能并不专一地检测DEPDC5，可能是误导性的。Valenstein等人进一步通过自己的实验验证，发现该Sigma抗体只能在过表达的DEPDC5条件下有效识别DEPDC5，而无法可靠地检测内源性DEPDC5。他们建议使用其他来源的抗体（如Abcam的抗体）来验证DEPDC5的稳定性变化。图1 | 氨基酸的可获得性和KLHL22均不调节DEPDC5蛋白水平。然而，刘颖课题组则反驳了这一观点，强调Sigma抗体在他们的实验条件下确实能够准确地检测到DEPDC5，并提供了新的实验数据来证明Sigma抗体的特异性和敏感性，进一步支持了KLHL22通过降解DEPDC5激活mTORC1的假设。图2 | KLHL22通过使DEPDC5不稳定来响应氨基酸激活mTORC1。3×Flag标签的影响
另一个焦点是Valenstein等人使用的3×Flag标签的DEPDC5表达系统。刘颖课题组指出，加入标签后，DEPDC5的稳定性变化被显著改变，尤其是氨基酸依赖的DEPDC5降解过程受到了干扰。他们认为，3×Flag标签可能影响了DEPDC5的氨基酸感应功能，甚至改变了其在细胞内的定位，从而影响了其在mTORC1信号通路中的作用。这一点在后续的实验中得到了验证，研究人员发现，标记的DEPDC5无法像内源性DEPDC5一样准确响应氨基酸的刺激，导致mTORC1的激活机制受到干扰。因此，刘颖课题组建议，研究DEPDC5的氨基酸信号机制时应避免使用带标签的构建，以免干扰实验结果。KLHL22的作用机制
Valenstein等人对KLHL22在mTORC1调控中的作用提出了质疑。他们认为，KLHL22敲除后，mTORC1的激活并未发生显著变化，表明KLHL22并不是mTORC1激活的关键调控因子。然而，刘颖课题组通过新的实验结果反驳了这一观点，强调KLHL22通过诱导DEPDC5的泛素化和降解，确实在氨基酸充足时促进了mTORC1的激活。此外，Valenstein等人使用全局抑制泛素化的化学物质TAK-243来排除泛素化在mTORC1调控中的作用，然而刘颖课题组认为这种方法并未能充分揭示KLHL22和泛素化在氨基酸调节的mTORC1信号中的角色。他们指出，泛素化对不同目标蛋白可能有不同的调节作用，因此全局抑制泛素化可能无法准确反映KLHL22在此过程中的作用。【小结】
尽管存在抗体选择、实验设计等方面的差异，但关于KLHL22和DEPDC5在氨基酸感应下如何调节mTORC1的机制仍然是一个复杂且未解的课题。刘颖课题组的研究表明，KLHL22通过降解DEPDC5来激活mTORC1，这一机制可能为细胞在氨基酸充足时调节mTORC1信号提供了一个新的视角。然而，Valenstein等人提出的质疑也指出了这一假设中可能存在的问题，尤其是在抗体特异性、实验系统和标签对DEPDC5稳定性的影响方面。未来的研究需要进一步验证KLHL22与DEPDC5之间的关系，特别是在不同细胞类型和实验条件下的表现。同时，也需要探讨其他可能的机制，如GATOR2的作用，以及如何通过精细的信号调控调节mTORC1的活性，这对理解mTORC1在癌症、代谢和衰老等生物学过程中所扮演的角色具有重要意义。原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0128-9
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07974-0
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07975-z
来源：BioMed科技
微信学科群：病毒学群，神经科学群、临床医学、肿瘤学科群、硕博交流群和医药投资交流群（微信群审核要求较高，请各位添加赵编后主动备注单位研究方向）
