Science：癌症突变，祸福相倚

　　

生物通报道  来自Whitehead研究所的研究人员发现，一个称作为GATOR1的蛋白质复合物发生突变时，可导致主要生长调控信号mTORC1进入超速状态。此外，他们还证实尽管GATOR1突变普遍存在于癌细胞中促进了肿瘤生长，它也使得癌细胞对于雷帕霉素（rapamycin）药物治疗敏感。这些研究发现发表在5月31日的《科学》(Science)杂志上。

Whitehead研究所成员David Sabatini说：“我们希望在肿瘤中对GATOR1进行遗传分析，可以帮助预测哪些癌症患者会对雷帕霉素产生反应，因此检测这些突变将在临床上使癌症患者受益。”

当mTORC1信号通路正常运作之时，它能够感知细胞内可利用的营养物质，尤其是氨基酸的数量，基于营养物质水平来限制细胞生长。根据Sabatini所说，这一信号通路在大约50-80%的癌症中过度活跃，驱动了肿瘤细胞生长和增殖。

雷帕霉素是一种获得FDA批准用于器官移植的免疫抑制剂，其能够靶向mTORC1信号通路，抑制癌细胞中这一信号通路过度活化。然而，研究人员一直以来都不能确定雷帕霉素在肿瘤中有效发挥作用的机制。

在这篇Science论文中Sabatini实验室的研究人员描述，他们发现了mTORC1信号通路的内源性抑制因子GATOR1。论文的共同作者、Sabatini实验室研究生Liron Bar-Peled和Lynne Chantranupong发现，GATOR1自身在包括胶质母细胞瘤、卵巢癌在内的几种癌症中均存在突变，并且具有这些突变的癌细胞对于雷帕霉素高度敏感。

Bar-Peled说：“我们知道，mTORC1在许多许多不同的癌症中广泛失调。确定好的生物标记物一直是癌症研究领域的一个实际的问题，它将有助于利用这些药物抑制剂，例如雷帕霉素来治疗癌症患者。我认为这项研究真正让人感到兴奋之处在于，我们证实了这些GATOR缺陷的癌细胞对于雷帕霉素这一mTOR药物抑制剂高度敏感。因此对于某些癌症，这有可能非常具有意义。”

但他和Chantranupong也谨慎地表示，这还只是初步的研究。

Chantranupong 说：“我们需要探讨雷帕霉素和GATOR1在癌细胞中作用机制的生理背景，这表明在将其转化到人类患者之前还需要在动物模型中开展更多的研究工作。它非常的有前景，有可能可以应用到远比我们迄今为止研究的要多得多的癌症类型中。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

A Tumor Suppressor Complex with GAP Activity for the Rag GTPases That Signal Amino Acid Sufficiency to mTORC1

The mTOR complex 1 (mTORC1) pathway promotes cell growth in response to many cues, including amino acids, which act through the Rag guanosine triphosphatases (GTPases) to promote mTORC1 translocation to the lysosomal surface, its site of activation. Although progress has been made in identifying positive regulators of the Rags, it is unknown if negative factors also exist. Here, we identify GATOR as a complex that interacts with the Rags and is composed of two subcomplexes we call GATOR1 and -2. Inhibition of GATOR1 subunits (DEPDC5, Nprl2, and Nprl3) makes mTORC1 signaling resistant to amino acid deprivation. In contrast, inhibition of GATOR2 subunits (Mios, WDR24, WDR59, Seh1L, and Sec13) suppresses mTORC1 signaling, and epistasis analysis shows that GATOR2 negatively regulates DEPDC5. GATOR1 has GTPase-activating protein (GAP) activity for RagA and RagB, and its components are mutated in human cancer. In cancer cells with inactivating mutations in GATOR1, mTORC1 is hyperactive and insensitive to amino acid starvation, and such cells are hypersensitive to rapamycin, an mTORC1 inhibitor. Thus, we identify a key negative regulator of the Rag GTPases and reveal that, like other mTORC1 regulators, Rag function can be deregulated in cancer.