哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是细胞内重要的信号转导蛋白激酶,主要通过两种复合物(mTORC1和mTORC2)调控细胞生长、增殖、代谢和自噬等过程。mTOR信号通路在多代谢调控、癌症、神经退行性疾病、糖尿病以及免疫功能调节中起着关键作用,是多种疾病治疗的靶点。
自1990年代发现其作为雷帕霉素的靶点,以及随后mTORC1和mTORC2复合物的功能解析。2000年代,雷帕霉素及其类似物(如依维莫司和西罗莫司)被广泛用于癌症和移植排斥的治疗。此外,mTOR在代谢性疾病和衰老调控中的作用被逐步揭示,为延缓衰老和治疗相关疾病提供了新方向。
2024年,mTOR研究的热点聚焦于代谢调控、抗癌疗法、神经退行性疾病以及免疫与炎症调控等领域。靶向mTOR通路延缓衰老和治疗代谢紊乱(如肥胖和糖尿病)成为研究核心,而新一代mTOR抑制剂和组合疗法在克服癌症治疗耐药性方面取得重大进展。同时,mTOR在阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中的机制研究日益深入,为神经保护提供了新策略。此外,mTOR信号在免疫细胞活性和炎症反应调控中的作用被广泛研究,为治疗自身免疫疾病和炎症相关病症提供了新视角。突破性进展包括开发多功能mTOR抑制剂、探索其在罕见遗传病中的作用以及其生物标志物在精准医学中的诊断和治疗监测中的应用,进一步彰显了mTOR靶点的广阔治疗潜力。
资助数量与金额趋势:mTOR研究项目的资助在2000年后呈现快速增长趋势。早期(1997-2000年)资助规模较小,每年项目数不足20个,金额较低。自2010年起,资助项目数和金额稳步上升,特别是近10年,每年支持的项目数稳定在700-800个之间,总资助金额持续超过3亿美元。
近期资助重点:2024年,NIH资助了676个mTOR研究项目,总金额超过3.11亿美元,延续了近年来的高资助水平。这些项目主要集中于mTOR在癌症、代谢性疾病、神经退行性疾病及免疫调节等领域的研究。
长期趋势:随着mTOR在多种疾病研究和精准医学中的关键作用被逐步揭示,资助规模从早期的基础性研究逐步扩展到多学科应用研究,体现了mTOR研究在基础生物学和临床应用中的战略地位。
(美国国立卫生研究院基金资助的时间分布和项目数量)
2、论文质量和增速
mTOR领域的研究论文数量和质量均呈现显著增长趋势,反映了该领域的快速发展和学术影响力的持续提升。
论文数量:截至2024年,mTOR相关领域共发表52,888篇论文,其中2024年单年发表数量达到4,873篇,创下历史新高。这表明mTOR作为生物医学研究的核心靶点之一,吸引了广泛的学术和临床研究兴趣。
论文质量:高影响因子(IF)期刊的论文占比显著,其中IF≥20的顶级论文有1,696篇,IF在10-20之间的论文有4,892篇,而IF在8-10之间的论文也达到了3,042篇,反映了mTOR研究的高学术价值和广泛应用。
增长趋势:自1986年开始,mTOR相关研究论文的发表数量经历了缓慢增长阶段,而从2000年起,发表数量逐步上升,尤其是在2010年后进入爆发式增长阶段。这一趋势与mTOR在癌症、代谢疾病、神经退行性疾病及免疫调控等领域的重要作用密切相关。
在近5年内,mTOR相关研究的论文发表主要集中于中国以11,147篇(占总量的48.5%)论文位居第一,占据主导地位,显示了中国在mTOR研究领域的强劲科研实力,特别是在癌症、代谢疾病和神经疾病研究中的广泛投入。
美国排名第二,发表了4,506篇论文(占总量的19.6%),体现了其在mTOR基础研究和临床应用领域的深厚积累和领先地位。印度、意大利和日本紧随其后分列第三到第五,体现了mTOR研究的全球协作与多样性发展。
(SCI论文国家分布)
按照发表论文的总影响因子排序,mTOR领域全球TOP5活跃的医院依次为:华西医院、德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心、浙江大学附属第一医院、同济医学院附属同济医院、中山医院。 2024年进入到全球mTOR领域累计影响因子TOP20的中国其他领先医院:武汉大学人民医院、仁济医院、中南大学湘雅二医院、华山医院等均榜上有名,表明中国的多个顶尖医院在该研究中发挥了重要作用。
发表mTOR相关研究领域论文最多的SCI期刊依次为:
Int J Mol Sci (IF=4.9), Front Pharmacol (IF=4.4), Cancers (Basel) (IF=4.5), Sci Rep (IF=3.8), Front Oncol (IF=3.5)等。
关键的切入点:
PTEN 作为重要的肿瘤抑制基因,与mTOR信号通路的调控密切相关,尤其在癌症研究中占据重要位置。 EGFR 和 STAT3 等基因在肿瘤发生和进展中与mTOR通路协同作用,成为研究热点。 同时,TSC1 和 TSC2 基因作为mTOR通路的上游调节因子,深刻影响了其在代谢性疾病和肿瘤中的功能。 ULK1 和 NLRP3 则分别在自噬和炎症反应中起到关键作用,与mTOR通路紧密联系。 此外,SIRT1、CDK4、KRAS 和 APP 等基因的广泛研究,进一步展现了mTOR通路的复杂性和多样性。
相关疾病/表型
在癌症领域,mTOR信号通路在乳腺癌、肺癌、结直肠癌、胃癌、前列腺癌和白血病等多种癌症的发生机制和治疗靶点中均有重要作用。
此外,mTOR还与代谢性疾病如糖尿病、肥胖和脂肪肝密切相关,其能量代谢调控功能成为研究焦点。
在神经系统疾病中,如中风、脊髓损伤、自闭症和抑郁等,mTOR的神经保护和修复功能受到广泛关注。
其他如类风湿性关节炎、肾病、肺纤维化和结肠炎等免疫和炎症相关疾病的研究也显示了mTOR通路的重要性。
(研究热点基因和疾病)
Jo S, Esch N, Nguyen A, Wong A, Mohan R, Kim C, Blandino-Rosano M, Bernal-Mizrachi E, Alejandro EU. Loss of O-GlcNAcylation modulates mTORC1 and autophagy in β cells, driving diabetes 2 progression. JCI Insight. 2024 Dec 6;9(23):e183033. doi: 10.1172/jci.insight.183033. PMID: 39388284; PMCID: PMC11623944. Beetch M, Akhaphong B, Wong A, Clifton B, Jo S, Mohan R, Abrahante Llorens JE, Alejandro EU. Impact of placental mTOR deficiency on peripheral insulin signaling in adult mice offspring. J Mol Endocrinol. 2023 Oct 18;71(4):e230035. doi: 10.1530/JME-23-0035. PMID: 37855320; PMCID: PMC10620464. Akhaphong B, Baumann DC, Beetch M, Lockridge AD, Jo S, Wong A, Zemanovic T, Mohan R, Fondevilla DL, Sia M, Pineda-Cortel MRB, Alejandro EU. Placental mTOR complex 1 regulates fetal programming of obesity and insulin resistance in mice. JCI Insight. 2021 Jul 8;6(13):e149271. doi: 10.1172/jci.insight.149271. PMID: 34032632; PMCID: PMC8410096.
研究规模和发展趋势:mTOR领域的研究规模不断扩大。截至2024年,共发表52,888篇论文,年度发表数量逐年增加,2024年达到4,873篇的历史新高。自2000年以来,研究呈现快速增长趋势,反映了该领域的持续关注和学术热度。
研究质量:高影响因子期刊中的论文占比显著,其中IF≥20的顶级论文有1,696篇,IF在10-20之间的论文有4,892篇。这表明mTOR研究具有较高的学术价值和国际影响力,成为多个领域的研究热点。
国际分布:在近5年的研究中,中国以11,147篇论文位居首位,美国紧随其后,显示出两国在mTOR研究领域的主导地位。此外,印度、意大利、日本等国家也对mTOR研究做出了重要贡献,展现了全球合作的趋势。
机构贡献:排名靠前的研究机构包括华西医院、MD安德森癌症中心、同济医院和布莱根妇女医院等。这些机构在肿瘤、代谢疾病和神经系统疾病等领域的mTOR研究中具有重要影响,推动了学术和临床的发展。
期刊偏好:发表mTOR相关论文最多的期刊包括《International Journal of Molecular Sciences》、《Frontiers in Pharmacology》和《Cancers (Basel)》,这些期刊涵盖了分子生物学、药理学和肿瘤学等多个学科,反映了mTOR研究的多样性。
研究热点:mTOR相关的核心基因包括mTOR本身、PTEN、EGFR、TSC1/TSC2等,这些基因在自噬、肿瘤生物学、代谢调控等方面具有重要作用。在疾病研究中,乳腺癌、压力相关疾病、肺癌和糖尿病是主要的研究方向,体现了mTOR在多种疾病中的广泛应用潜力。
mTOR研究的论文数据分析展示了该领域的快速发展和国际化趋势。从基础研究到临床应用,从分子机制探索到治疗靶点开发,mTOR通路作为关键研究领域,不仅推动了多个学科的交叉研究,也为疾病治疗提供了重要的新方向。
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