科大研究揭示IGF2分泌通路如何調控肌肉幹細胞分化機制 為治療多種疾病提供理論基礎

(文章轉載自EurekAlert!,原刊於2023年12月6日)

2023-12-06
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科大生命科學部副教授郭玉松(右二)和他的團隊成員合照

Proposed Model

IGF2分泌通路如何調控肌肉幹細胞分化的分子機制

由香港科技大學(科大)領導的研究團隊,近日揭示類胰島素生長因子2 (IGF2) 如何調控肌肉幹細胞分化,這對通過抑制IGF2分泌以操控其訊號路徑的潛在治療策略提供理論基礎。

IGF2在細胞增殖、遷移、分化和存活等過程中起著關鍵作用。它的功能失調會導致多種生長障礙,包括銀羅素綜合症 (Silver–Russell syndrome) 和貝克威思–威德曼症候群 (Beckwith–Wiedemann syndrome)。雖然IGF2的表達和其激活的下游訊號傳導途徑已被廣泛研究,但新合成的IGF2蛋白如何高效地分泌以發揮其功能仍然未明。

近日,由科大生命科學部副教授郭玉松所領導的團隊發現,新合成的IGF2需要經過幾個細胞內轉運站,包括內質網和高爾基體,才能被細胞分泌出來。團隊發現一種名為TMED10的I型跨膜蛋白,能夠辨識IGF2上的轉運訊號,從而促進IGF2從內質網到高爾基體的運輸。團隊進一步研究發現,這種調控是TMED10的GOLD結構域與IGF2的112-140殘基直接相互作用的結果。此外,質譜分析顯示TMED10也介導了單通道跨膜蛋白sortilin的內質網輸出。後續研究表明,sortilin有助於IGF2的高爾基體後轉運,這意味著TMED10間接地介導了IGF2從高爾基上的輸出。研究團隊也在小鼠的C2C12肌母細胞中驗證了他們的模型,證明TMED10調節了C2C12細胞中IGF2的分泌,進而調控肌肉幹細胞分化。

郭教授說:「這些發現增進了我們對IGF2的生理作用、疾病機制和潛在治療應用的理解。在特定條件下,IGF2信號通路的過度激發會觸發不受控的細胞增長,或會導致癌症。透過調控IGF2細胞內轉運過程,我們或能調節IGF2信號通路以達到臨床治療效果。此外,由於IGF2在組織修復和再生中發揮關鍵作用,因此通過在體內過度表達其貨物受體來增強其釋放,可能有助於加速傷口癒合。」

這項研究由科大和香港理工大學(理大)的研究人員合作完成,最近於國際學術期刊《美國國家科學院院刊》 (Proceedings of the National Academy of Sciences) 上發表。研究團隊包括科大生命科學部鄔振國教授、理大應用生物及化學科技學系姚鐘平教授,以及他們的團隊成員。

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