南京大学Nature子刊揭示代谢调控新机制

　　

生物通报道  来自南京大学的研究人员在新研究中证实，SCF/ Kit信号通路调控了线粒体的功能与能量消耗。这一重要的研究发现发表在7月7日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

论文的通讯作者是 “****奖励计划”特聘教授、南京大学模式动物研究所创始人高翔（Xiang Gao）教授。其研究兴趣主要为利用基因组改造技术，建立复杂疾病小鼠模型，分析疾病表型的分子机理。

线粒体是细胞代谢的中枢。人体细胞合成的一万到一万五千种蛋白质中，有20-30%存在于线粒体中，源自线粒体DNA的13种蛋白质直接参与线粒体内的电子传递和ATP生成。许多重要生命代谢路径均有赖于线粒体的运转来完成。线粒体功能改变，会造成生物合成各种代谢障碍，研究证实线粒体与包括衰老、癌症、糖尿病、肥胖在内的许多疾病相关（延伸阅读：刘颖博士Nature解析线粒体与代谢）。

干细胞因子(stem cell factor,SCF)是一种重要的造血因子，对正常造血细胞、肥大细胞、黑色素细胞、生殖细胞的增殖和分化以及肿瘤细胞的增殖和恶性演进等起着重要的调节作用。其受体是由原癌基因c-kit编码的一种具有酪氨酸激酶活性的跨膜蛋白c-Kit。研究证实SCF/kit在人类多种组织和细胞的生长、发育、分化和凋亡中起至关重要的调控作用。

在这篇文章中，研究人员报告称脂肪组织中的SCF和Kit可响应食物供应和环境稳定进行表达，在肥胖小鼠和人类患者中它们的表达发生了改变。研究人员发现由于能量消耗减少，携带功能丧失性突变Kit基因的小鼠形成了肥胖。这些表型与棕色脂肪组织和骨骼肌中PGC-1α表达下降和线粒体功能障碍相关。随后，他们进一步证实SCF/Kit直接促进了Ppargc1a转录和线粒体生物合成。在小鼠中阻断Kit信号可减少PGC-1α表达和产热，而全身或在棕色脂肪组织中特异性地过表达SCF，则可提高产热并有效控制体重增加。

这些数据揭示出了SCF/Kit信号调控线粒体功能的新机制，并为探索SCF/Kit信号作为代谢性疾病的治疗靶点奠定了基础。

（生物通：何嫱）

作者简介：

高翔教授

南京大学“****奖励计划”特聘教授，国家“杰出青年”基金获得者，“国家高层次人才特殊支持计划（****）”科技领军人才入选者，博士生导师，国家遗传工程小鼠资源库主任。研究兴趣主要在利用基因组改造技术，建立复杂疾病小鼠模型，分析疾病表型的分子机理。实验室已建立了多种糖尿病／肥胖症模型、心脏病模型。这些模型证实了疾病相关基因的功能调控的多层次复杂性：包括BDNF转录的远程调控，蛋白水平修饰（Pax6突变对PC2蛋白酶影响）和蛋白磷酸化调控（PP2A基因剔除、c-Kit突变）等。非转录的基因组保守序列功能分析也是其实验室的工作重点。

生物通推荐原文摘要：

The stem cell factor/Kit signalling pathway regulates mitochondrial function and energy expenditure

Cell growth is tightly coupled with mitochondrial biogenesis in order to maintain energy and organelle homeostasis. Receptor tyrosine kinase Kit and its ligand, stem cell factor (SCF), play a critical role in the growth and survival of multiple cell lineages. Here we report that the expression of SCF and Kit in adipose tissues is responsive to food availability and environmental temperature, and is altered in obese mice and human patients. Mice carrying a loss-of-function mutation in Kit develop obesity as a result of decreased energy expenditure……