跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

HTTP服务器

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并且被安全地传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2014年2月13日；156(4):771-85.
doi:10.1016/j.cell.2013.11.049。

TSC复合物的空间控制结合了胰岛素和溶酶体mTORC1的营养调节

苏希特拉·梅农 1, 克里斯蒂安·迪布尔 2, 乔治·塔尔博特 1, 格塔·霍哈吉 1, 亚历山大·瓦尔维赞 1, Hidenori Takahashi先生 三, 刘易斯·坎特利 4, 布伦丹·D·曼宁 5
附属公司

TSC复合物的空间控制结合了胰岛素和溶酶体mTORC1的营养调节

苏希特拉·梅农等。 单元格. .

摘要

mTORC1促进细胞对营养素和生长因子的反应。胰岛素通过PI3K-Akt途径激活mTORC1，该途径抑制TSC1-TSC2-TBC1D7复合物（TSC复合物）激活Rheb，Rheb是mTORCl的基本激活物。然而，该途径如何与营养敏感途径结合的机制基础尚不清楚。我们证明，胰岛素刺激TSC复合物从溶酶体表面的急性分离，而Rheb和mTORC1亚群位于溶酶体的表面。TSC复合物以Rheb依赖的方式与溶酶体结合，其对胰岛素的解离需要Akt介导的TSC2磷酸化。PTEN抑癌基因的缺失通过TSC复合物与溶酶体的Akt依赖性分离导致mTORC1的组成性激活。这些发现提供了一种统一的机制，通过这种机制，影响mTORC1和TSC复合物在溶酶体表面向Rheb的空间募集的独立途径可以整合不同的生长信号。

PubMed免责声明

数字

图1
图1。胰岛素信号刺激mTORC1而不影响TSC复合物的稳定性或Rheb-GAP活性的阻断
（A） 胰岛素通过Akt-TSC复合物-Rheb电路激活mTORC1的示意图。（B） HeLa细胞被血清饥饿，然后用胰岛素刺激一段时间。在用TSC2、TSC1和TBC1D7（C）或磷酸化TSC2-T1462和磷酸化TSC2-S939（D）抗体进行裂解和免疫沉淀之前，先对（C，D）HeLa细胞进行血清饥饿，然后用胰岛素刺激（15分钟）。（E） 使用尺寸排除色谱法对（C）中处理的细胞的裂解液进行分级。根据标准曲线计算馏分的估计分子量（kDa）（图S1E）。（F） 用TSC1抗体免疫沉淀的内源性TSC复合物或IgG对照物，从（C）中处理的细胞裂解液中，使用预先加载GTP[α]的重组GST或GST-Rheb进行Rheb-GAP分析-32P] ●●●●。通过薄层色谱（TLC）分离Rheb-bound GTP和GDP。转化为GDP的百分比（GDP/GTP+GDP）用图表表示为三个独立实验±SEM的平均值*与来自未刺激细胞的TSC1免疫沉淀相比，p<0.02。参见图S1中的支持数据。
图2
图2。胰岛素严重干扰TSC复合物的溶酶体定位
（A） 在免疫荧光标记内源性TSC2（红色）和LAMP2（绿色）之前，先使HeLa细胞无血清，然后用胰岛素刺激一段时间。显示代表性单元格，其中黄色或橙色像素表示合并图像中的同位化。同位化百分比和皮尔逊相关系数（PCC）用平均值±SEM（右）表示*p<1X10−6（共定位%）和*p<1X10−12（PCC），与未刺激（0分钟）相比。（B） 细胞如（A）中所述进行处理和标记，但用单次15分钟胰岛素刺激，并通过共聚焦显微镜成像。下图显示了两幅图像中底部单元格中包含LAMP2的隔间的放大视图。共定位百分比和PCC如（A）所示*p<1X10−13（共定位%）和*p<1X10−10（PCC）与未刺激（0分钟）相比。（C） 将稳定表达对照shRNA（shGFP）或靶向TBC1D7（shTBC1D6）的HeLa细胞作为（B）处理，并标记TBC1D8（红色）和LAMP1（绿色）。图中显示了具有代表性的细胞，共定位百分比如（A）所示*p<1X10−10（D）按（B）处理的细胞标记TSC2（红色）和TBC1D7（绿色），共定位百分比如（A）所示。（E） 按（B）处理的细胞和裂解物被分离成重膜和轻膜/细胞溶质部分。参见图S2中的支持数据。
图3
图3。TSC2对溶酶体的强制靶向抑制胰岛素刺激的mTORC1信号
（A） 标记了FLAG的WT-TSC2和Lyso-TSC2的示意图，这是TSC2与溶酶体靶向信号p18/LAMTOR1的融合。（B）Tsc2型−/−MEF被编码WT-TSC2或Lyso-TSC2的慢病毒感染，并在血清中饥饿，然后胰岛素刺激（15分钟）。代表性TSC2表达细胞显示为TSC2（红色）和LAMP1（绿色）。共定位百分比用平均值±SEM（如下）表示*p<1X10−12与未模拟的WT-TSC2相比。（C） WT-TSC2或Lyso-TSC2与HA-S6K1共转染Tsc2型−/−MEF，然后是血清饥饿和胰岛素刺激（100 nM，15分钟）。在抗HA免疫沉淀物中检测到HA-S6K1报告子的磷酸化，磷酸化的S6K1与总S6K1的相对比率显示为标准化的未刺激WT-TSC2细胞。（D） 293E细胞与空载体（vec）、WT-TSC2或Lyso-TSC2和HA-S6K1共同转染，并按（C）中的方法进行处理和分析，相对磷酸化S6K1水平归一化为未刺激的载体细胞。参见图S3中的支持数据。
图4
图4。氨基酸和胰岛素对mTORC1和TSC复合物在溶酶体中定位的相互作用
（A） HeLa细胞在没有（ss）或有透析血清（dFBS）的情况下生长，然后在用胰岛素（15分钟）、氨基酸（10分钟）或胰岛素（15 min）加氨基酸刺激（最后10分钟）之前，饥饿所有氨基酸（50分钟）。磷-S6K1显示了明暗曝光。（B） 在用LAMP2对TSC2或mTOR进行免疫荧光共标记之前，对HeLa细胞进行血清饥饿和胰岛素刺激（15分钟）（图S4A所示）。共定域百分比用平均值±SEM表示*p<1X10−11（C）在TSC2（红色）和LAMP2（绿色）的共标记和共定位的定量之前，用胰岛素刺激缺乏血清（16小时）和氨基酸（50分钟）的细胞（15分钟），如（B）所示（右图）*p<1X10−11（D）在标记和定量共定位之前，用氨基酸（10分钟）刺激缺乏血清（16小时）和氨基酸（50分钟）的细胞，如（B）*p<1X10所示−8（E）如（B）所示，在标记和定量共定位之前，用氨基酸刺激在10%dFBS中生长并缺乏氨基酸（50分钟）的HeLa细胞（16小时）*p<1X10−8参见图S4中的支持数据。
图5
图5。Rheb的一个亚群定位于溶酶体，其与TSC复合物和mTORC1的共定位分别受胰岛素和氨基酸的调节
（A） 在联合标记Rheb1（红色）和LAMP1（绿色）之前，带有或不带有FTI-277（10μM）的siRNA-介导的Rheb1-2或对照siRNAs敲低的HeLa细胞在血清中饥饿（16小时）。图中显示了具有代表性的细胞，以及平行裂解物的免疫印迹（右），显示了对Rheb水平和修饰（法尼基化（F）和非甲酰基化（UF））的影响，并以平均值±SEM表示共定位百分比*p<1X10−7（B）在联合标记Rheb1和LAMP1之前，用氨基酸刺激缺乏血清（16小时）和氨基酸（50分钟）的HeLa细胞（图S5A中的图像）。共定位百分比如（A）所示。（C） 在如（B）中所示的共标记之前，细胞被血清饥饿，然后用胰岛素刺激（15分钟）（图S5B中的图像）。共定位百分比如（A）所示。（D） 在联合标记mTOR或TSC2（红色）和Rheb1（绿色）之前，按照（B）中的方法处理细胞。图中显示了具有代表性的单元格，共定位百分比如（A）所示*p<1X10−9（E）在（D）中所述的标记和分析之前，按照（C）中的方法处理细胞*p<1X10−9参见图S5中的支持数据。
图6
图6。TSC复合物而非mTORC1在溶酶体中的定位依赖于法尼基化大黄
（A） 对siRNA-介导Rheb1和2或对照siRNAs（siC）敲低的HeLa细胞进行血清饥饿处理，然后用胰岛素刺激（100 nM，15分钟）。注：siC和siRheb1/2样品来自相同的印迹和曝光。（B） 按（A）处理的细胞共同标记TSC2（红色）和LAMP2（绿色）。显示代表性细胞，并将共定位百分比绘制为平均值±SEM（右）*p<1X10−12用于与未刺激的siC细胞进行比较。（C） 按照（A）处理的细胞被联合标记为mTOR和LAMP2（图S6A中的图像），并按照（B）进行量化。（D） 将血清饥饿的HeLa细胞（16小时）（含或不含FTI-277（FTI；10μM））置于未刺激状态或用胰岛素刺激（15分钟）。（E） 在标记和量化共定位之前，按照（D）中的方法处理细胞，如（B）中所示（右图）*p<1X10−10与未经处理的、缺乏血清的细胞进行比较。（F） 按（D）处理的细胞被联合标记为TSC2和Rheb1（图S6B中的图像）。共定位如（B）中所述进行量化*p<1X10−9用于与未处理的细胞进行比较。（G） 按（D）处理的细胞被联合标记为mTOR和LAMP2（图S6C中的图像）。Colocalization量化如（B）所示。（H） 按照（D）处理的细胞共同标记mTOR和Rheb1（图S6D中的图像）。Colocalization量化如（B）所示*p<1X10−8与未经处理的细胞进行比较。（一） 与对照组相比，用GST或GST-Rab5A预加载无核苷酸、GTPγS或GDPβS的重组纯化GST-Rheb从血清饥饿的HeLa细胞裂解液中提取内源性TSC复合物成分。用Ponceau S染色检测GST融合诱饵蛋白。（J） 如（I）所示进行GST-Rheb下拉，但用胰岛素刺激细胞（15分钟）。参见图S6中的支持数据。
图7
图7。Akt介导的TSC2磷酸化导致TSC复合物从溶酶体中解离，以响应胰岛素或PTEN损失
（A） 用载体（DMSO）、沃特曼（100 nM）或MK2206（2μM）预处理血清饥饿的HeLa细胞（30分钟），然后用胰岛素刺激（15分钟）。（B） 按（A）处理的细胞共同标记TSC2（红色）和LAMP2（绿色）。显示了具有代表性的细胞，并以平均值±SEM的形式绘制了共定位百分比*p<1X10−8与载体处理细胞中的胰岛素刺激进行比较。（C） 细胞按（A）处理，裂解物分离为重膜和轻膜/细胞溶质部分。（D）Tsc2型−/−表达空载体（V）、野生型TSC2（WT）或TSC2（5A）的Akt-磷酸化位点突变的MEF被血清饥饿并用胰岛素刺激（15分钟）。（E）Tsc2型−/−在对重组TSC2（红色）和内源性LAMP1（绿色）进行联合标记之前，将MEF作为（D）处理。Colocalization量化如（B）所示*p<1X10−8与胰岛素刺激的TSC2-WT表达细胞进行比较。（F）Tsc2型−/−用野生型TSC2（WT）或突变体TSC2（5A）重组的MEF在低渗缓冲液中溶解前按（D）处理，化学交联，然后用蛋白A/G琼脂糖单独（C）或TSC2抗体进行免疫沉淀。（G） 用载体（DMSO）或MK2206（2μM）处理血清饥饿（16小时）的PC3细胞（30分钟）。（H） 在TSC2（红色）和LAMP2（绿色）联合标记之前，PC3细胞按（G）中的方法处理。Colocalization量化如（B）所示*p<1X10−10（I）溶酶体mTORC1和TSC复合物的空间调控模型。详见正文。参见图S7中的支持数据。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

中的注释

  • mTORC1：关闭与打开同样重要。
    Benjamin D，明尼苏达州霍尔。 Benjamin D等人。 单元格。2014年2月13日；156(4):627-8. doi:10.1016/j.cell.2014.01.057。 单元格。2014 PMID：24529368

类似文章

  • 精氨酸对TSC2-Rheb信号轴的控制调节mTORC1活性。
    Carroll B、Maetzel D、Maddocks OD、Otten G、Ratcliff M、Smith GR、Dunlop EA、Passos JF、Davies OR、Jaenisch R、Tee AR、Sarkar S、Korolchuk VI。 卡罗尔B等人。 埃利夫。2016年1月7日；5:e11058。doi:10.7554/eLife.11058。 埃利夫。2016 PMID：26742086 免费PMC文章。
  • RhoA通过哺乳动物细胞中雷帕霉素复合物1（mTORC1）的机械靶点调节信号传导。
    Gordon BS、Kazi AA、Coleman CS、Dennis MD、Chau V、Jefferson LS、Kimball SR。 Gordon BS等人。 细胞信号。2014年3月；26(3):461-7. doi:10.1016/j.cellsig.2013.11.035。Epub 2013年12月3日。 细胞信号。2014 PMID：24316235 免费PMC文章。
  • TBC1D7是mTORC1上游TSC1-TSC2复合物的第三亚单位。
    Dibble CC、Elis W、Menon S、Qin W、Klekota J、Asara JM、Finan PM、Kwiatkowski DJ、Murphy LO、Manning BD。 Dibble CC等人。 分子细胞。2012年8月24日；47(4):535-46. doi:10.1016/j.molcel.2012.06.009。Epub 2012年7月12日。 分子细胞。2012 PMID：22795129 免费PMC文章。
  • 通过PI3K信号调节mTORC1。
    Dibble CC、Cantley LC。 Dibble CC等人。 趋势细胞生物学。2015年9月；25(9):545-55. doi:10.1016/j.tcb.2015.06.002。Epub 2015年7月6日。 趋势细胞生物学。2015 PMID：26159692 免费PMC文章。 审查。
  • TOR复合物1的氨基酸调节。
    Avruch J、Long X、Ortiz-Vega S、Rapley J、Papageorgiou A、Dai N。 Avruch J等人。 美国生理内分泌代谢杂志。2009年4月；296（4）：E592-602。doi:10.1152/ajpendo.90645.2008。Epub 2008年9月2日。 美国生理内分泌代谢杂志。2009. PMID：18765678 免费PMC文章。 审查。
查看所有类似文章

引用人

  • TBC1结构域蛋白经常参与三阴性乳腺癌的糖酵解表型诱导。
    Lupi M、Avanzato D、Confalonieri S、Martino F、Pennisi R、Pupo E、Audrito V、Freddi S、Bertalot G、Montani F、Matoskova B、Sigismund S、Di Fiore PP、Lanzetti L。 Lupi M等人。 细胞死亡疾病。2024年9月4日；15(9):647. doi:10.1038/s41419-024-07037-2。 细胞死亡疾病。2024 PMID：39231952 免费PMC文章。
  • 转录增强因子调节心脏成熟。
    Htet M、Lei S、Bajpayi S、Gangrade H、Arvanitis M、Zoitou A、Murphy S、Chen EZ、Koleini N、Lin BL、Kwon C、Tampakakis E。 Hte M等人。 国家心血管研究2024年6月；3(6):666-684. doi:10.1038/s44161-024-00484-2。Epub 2024年5月30日。 《国家心血管研究》（Nat Cardiovasc Res.2024）。 PMID：39196225
  • mTORC1阻碍刺猬信号传入Tsc2型缺乏细胞。
    Larsen LJ、Østergaard E、Möller LB。 Larsen LJ等人。 生命科学联盟。2024年8月26日；7（11）：e202302419。doi:10.26508/lsa.202302419。打印日期：2024年11月。 生命科学联盟。2024 PMID：39187374 免费PMC文章。
  • Rag-Ragulator是mTORC1营养敏感途径物理结构的核心组织者。
    Valenstein ML、Lalgudi PV、Gu X、Kedir JF、Taylor MS、Chivukula RR、Sabatini DM。 Valenstein ML等人。 美国国家科学院院刊2024年8月27日；121（35）：e2322755121。doi:10.1073/pnas.2322755121。Epub 2024年8月20日。 美国国家科学院院刊，2024年。 PMID：39163330
  • 溶酶体TBK1对氨基酸的可用性作出反应，以减轻Rab7依赖的mTORC1抑制。
    Talaia G、Bentley-DeSousa A、Ferguson SM。 Talaia G等人。 EMBO J.2024年9月；43(18):3948-3967. doi:10.1038/s44318-024-00180-8。Epub 2024年8月5日。 EMBO J。2024年。 PMID：39103493 免费PMC文章。
查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Bar-Peled L、Chantranupong L、Cherniack AD、Chen WW、Ottina KA、Grabiner BC、Spear ED、Carter SL、Meyerson M、Sabatini DM。Rag GTPases具有GAP活性的肿瘤抑制复合物，可向mTORC1发出氨基酸充足信号。科学。2013;340:1100–1106.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Bar-Peled L、Schweitzer LD、Zoncu R、Sabatini DM。Ragulator是一个全球环境基金，用于向mTORC1发送氨基酸水平信号的rag GTPases。单元格。2012;150:1196–1208.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Bos JL、Rehmann H、Wittinghofer A.GEFs和GAPs：控制小G蛋白的关键元素。单元格。2007;129:865–877.-公共医学
    1. Buerger C，DeVries B，Stambolic V.大黄在内膜的定位对其信号功能至关重要。生物化学与生物物理研究委员会。2006;344:869–880.-公共医学
    1. Cai SL、Tee AR、Short JD、Bergeron JM、Kim J、Shen J、Guo R、Johnson CL、Kiguchi K、Walker CL。TSC2的活性受到AKT介导的磷酸化和膜分割的抑制。细胞生物学杂志。2006;173:279–289.-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型