色氨酸及其代谢物对细胞增殖的影响

李木子^1,2 张豫川^1,2 阿依木古丽·阿不都热依木^1,2 孙娜^1,3*

(¹西北民族大学生物医学研究中心, 甘肃省动物细胞技术创新中心, 兰州 730030; ²西北民族大学生命科学与工程学院, 兰州 730030; ³西北民族大学生物医学研究中心, 生物工程与技术国家民委重点实验室, 兰州 730030)

摘要 :

色氨酸作为机体必需氨基酸, 参与蛋白质合成, 还通过5-羟色胺和犬尿氨酸代谢途径产生重要的活性化合物, 诱导激活细胞内多种信号通路, 在细胞生长、增殖以及代谢平衡等过程中发挥重要作用, 且呈剂量依赖性。色氨酸可通过激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target ofrapamycin, mTOR)、酪氨酸蛋白激酶2/信号转导与转录激活因子3(Janus kinase 2/signal transducerand activator of transcription 3, JAK2/STAT3)信号通路和一般性调控阻遏蛋白激酶2(general controlnon-derepressible 2, GCN2)经典应激反应促进细胞增殖; 5-羟色胺经其受体(5-hydroxytryptamine receptor,5-HTR)和转运体(serotonin transporter, SETR)内化后激活下游信号分子, 促进细胞增殖。然而高表达的吲哚胺-2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase, IDO)大量消耗色氨酸, 导致色氨酸耗竭和代谢物大量累积, 从而抑制细胞增殖; 同时犬尿氨酸激活芳烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR), 阻滞细胞周期进程, 抑制细胞增殖。该文综述了色氨酸代谢途径及其代谢物诱导的多种信号通路对细胞增殖的调控机理, 旨在临床靶向治疗时, 可通过精准地调控色氨酸代谢的限速酶来治疗由细胞异常增殖而引起的代谢性疾病。