Nature子刊|中科院上海有机所朱正江等揭示了RIPK1作为一个代谢调节器,负责饥饿抵抗

RIPK1是细胞死亡和生存的一个重要调节器。Ripk1的缺乏促进小鼠在产前的生存,而在产后早期则抑制生存,但没有明确的机制。代谢调节和自噬对新生儿从出生时的严重饥饿中存活至关重要。然而,RIPK1调节抗饥饿和生存的机制仍不清楚。结果表明,RIPK1是一个营养压力传感器和代谢调节器,对饥饿条件下维持代谢平衡至关重要。

RIPK1是细胞死亡和生存的一个重要调节器。Ripk1的缺乏促进小鼠在产前的生存,而在产后早期则抑制生存,但没有明确的机制。代谢调节和自噬对新生儿从出生时的严重饥饿中存活至关重要。然而,RIPK1调节抗饥饿和生存的机制仍不清楚。

2021年10月22日,来自中科院上海有机所朱正江等研究团队在Nature Communications上在线发表了题为“RIPK1 regulates starvation resistance by modulating aspartate catabolism”的研究论文,通过发现RIPK1的代谢调节作用揭示了RIPK1调节抗饥饿和生存的机制。

受体交互蛋白激酶-1(RIPK1)是细胞存活和死亡的主调控因子,并介导FADD/caspase-8依赖性的细胞凋亡和RIPK3依赖性的坏死。在小鼠中,细胞死亡相关基因的遗传消减大多导致产前死亡或胚胎缺陷(如Fadd-/-小鼠)。然而,Ripk1-/-小鼠在产前几乎表现正常,而在出生后1-3天内表现出产后死亡,有广泛的细胞死亡。

虽然Ripk1基因敲除可以挽救Fadd-/-小鼠的产前死亡,但Ripk1-/- Fadd-/-小鼠仍在出生后短时间内死亡。这表明RIPK1专门促进新生儿期的生存。出生时,经胎盘的营养供应突然中断,新生儿面临严重的营养缺乏。新生儿通过激活自噬来适应这种严重的饥饿环境,以维持氨基酸的供应和代谢的平衡。与Ripk1-/-小鼠类似,自噬机器的基因消融,如小鼠的Atg5,也会导致新生儿出生后死亡,氨基酸库明显减少。这表明,RIPK1可能作为一个调节器,负责出生时的抗饥饿性,并支持新生儿的生存。

代谢的改变在对饥饿的反应中起着关键的作用,它能使细胞生存并维持机体功能。鉴于代谢平衡是抵抗饥饿的关键,细胞如何感知饥饿并重新规划代谢仍是未知数。RIPK1已被报道为各种压力的传感器。新的证据表明RIPK1在新陈代谢中的调节作用。例如,肺癌细胞中RIPK1的缺失会损害线粒体的氧化磷酸化并加速糖酵解。因此,假设RIPK1也可能通过调节细胞代谢在饥饿抵抗中发挥重要作用。

该研究首先发现RIPK1在饥饿条件下对细胞的存活是必需的,但在正常条件下不需要。然后,采用代谢组学的方法来分析响应Ripk1缺陷的代谢变化,并发现在Ripk1缺陷的情况下天门冬氨酸代谢失调。氨基酸在调节各种细胞过程中发挥着重要作用,包括自噬。例如,新生儿Atg5-/-小鼠体内的氨基酸浓度明显低于野生型(WT)小鼠。特别是,天门冬氨酸已被报道为细胞生长的必要代谢物。然后,通过结合代谢组学、RNA测序(RNA-seq)和机理研究,发现Ripk1的缺失会调节天门冬氨酸的分解,破坏代谢平衡,从而使饥饿诱导的自噬失灵。结果表明,RIPK1是一个营养压力传感器和代谢调节器,对饥饿条件下维持代谢平衡至关重要。

参考文献:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-26423-4

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