线粒体对于细胞而言，在代谢方面，以至于细胞的增殖都是很重要的存在。今天要讲的这篇文章，是中山大学肿瘤医院的主治医生熊震充发表在14.6分的Autophagy上的文章，这篇文章讲的是葡萄糖饥饿条件下线粒体自噬诱导的细胞存活（线粒体自噬就是将损伤的线粒体，通过自噬途径降解，其实也是细胞防止线粒体损伤和ROS累积的一种途径，不清楚的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列），还挺有意思的：
在肿瘤增殖的过程中，能量的消耗其实是巨大的，而这样的能量消耗则会造成葡萄糖饥饿，之后则会引发ROS累积以及线粒体损伤，导致细胞死亡。但是肿瘤细胞却可以应对这样的葡萄糖饥饿情况，那么这个机制又是什么呢？他们上来就把研究的目标锁定在了MANF这个蛋白上，由于MANF可以通过调节ER应激，发挥细胞的保护作用。于是他们首先在葡萄糖饥饿的情况下，分析MANF的表达情况，他们发现MANF会随这葡萄糖饥饿的时间增加表达。接着他们敲减了MANF（这个其实就是柯霍氏法则的验证，通过这个验证他们想说明MANF与葡萄糖饥饿环境下细胞存活的关系，不清楚柯霍氏法则的话，可以看看《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》），结果发现MANF缺失，仅在葡萄糖饥饿的环境下，会抑制肿瘤细胞增殖，而在血清饥饿或谷氨酸饥饿的环境下，敲减MANF没有什么影响。这也就说明了MANF对于葡萄糖饥饿环境下的细胞生存，尤为重要：
那么葡萄糖饥饿环境下，MANF具体影响的是什么环节呢？葡萄糖饥饿会造成两方面影响，一方面是能量过程中糖酵解抑制，另一方面是产生ROS。于是他们通过恢复糖酵解途径，另一方面是抑制ROS产生。结果发现MANF应该是通过葡萄糖饥饿情况下对氧化应激的影响，来促进细胞存活的。
MANF的SUMO化修饰，会造成MANF的核易位。而通过对于MANF的定位，他们发现MANF在葡萄糖饥饿后，会定位到线粒体中。MANF的SUMO化可能是导致MANF异位的关键，对此他们就对MANF的SUMO化位点进行了分析，并对这些位点进行了突变，结果发现SUMO化位点突变后的MANF也失去了增加了易位到线粒体的能力（这个其实也是柯霍氏法则的验证，但是这种通过突变的验证，更明确地指出了MANF异位到线粒体的关键，如果单纯地敲除SUMO解偶联酶，则会落入肯定后件的逻辑误区，不清楚肯定后件的话，可以去看看《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列）：
既然MANF能易位到线粒体中，而线粒体又是ROS产生的关键，同时MANF与葡萄糖饥饿环境下ROS应激有关，于是他们就对原有的假设进行了迭代，假设MANF会通过参与线粒体自噬来降低ROS的产生。
他们首先评估了在葡萄糖饥饿条件下的细胞中，p62（SQSTM1)和 LC3B的表达（这俩蛋白大家要是了解自噬和线粒体自噬的话，应该都熟悉得不能再熟悉了，不清楚的话，可以回去翻翻《信号通路是什么鬼？》系列），结果验证了MANF表达与自噬产生相关。那么MANF是通过什么影响线粒体自噬的呢？是否是通过ROS呢？于是他们使用解偶联剂FCCP来促进线粒体自噬，解偶联剂对于线粒体自噬的诱导与ROS产生无关，结果发现FCCP诱导的线粒体自噬无法被MANF影响，但过表达MANF并不能影响葡萄糖饥饿情况下的氧化应激。也就是说葡萄糖饥饿的情况下，MANF缺失会导致ROS增多，及线粒体自噬活性降低：
在葡萄糖饥饿的情况下，MANF的表达与FAO（脂肪酸氧化）相关的基因表达成正比，于是他们又分析了一下在葡萄糖饥饿环境下，MANF与FAO的关系。他们发现在葡萄糖饥饿的环境下，敲减MANF后FAO被抑制，回复表达MANF后则能恢复FAO，而这个过程中再使用自噬抑制剂，增又能降低FAO。也就是说在葡萄糖饥饿条件下，MANF通过介导的线粒体自噬影响促进FAO活性，从而影响BC细胞存活：
那么MANF具体是通过什么来影响线粒体自噬的呢？他们通过免疫共沉淀，找到了MANF结合的蛋白——Parkin（这个要是熟悉线粒体自噬的话，应该还记得Parkin和PINK1对于线粒体自噬的贡献吧，不记得的话，可以回去看看《信号通路是什么鬼？》系列）。接着他们分析了MANF的SUMO化，对于MANF-Parkin结合的影响，结果发现SUMO化的MANF与Parkin的结合会变弱。由于Parkin是个泛素化连接酶，于是他们还通过突变和截段来分析了MANF-Parkin的结合，是否是影响葡萄糖饥饿环境下细胞线粒体自噬的关键，结果发现突变或者缺失了两种的结合位点，细胞的线粒体自噬降低：
那么MANF影响Parkin的机制是啥呢？Parkin的E3泛素连接酶，会被ROS诱导的胱氨酸残基氧化失活。于是他们就分析了MANF对于Parkin在葡萄糖饥饿环境下的ROS诱导的胱氨酸残基氧化失活进行了分析。通过对MANF上参与氧化的残基进行突变后发现，MANF能通过抑制Parkin的氧化，来促进线粒体自噬：
体内实验也表明MANF可以通过调节Parkin的氧化，从而支持肿瘤细胞的生长和肺转移。在这里他们也还是使用了一个MANF参与抑制氧化的残基突变体，以此来说明MANF是通过抑制氧化功能来影响线粒体自噬导致细胞在葡萄糖饥饿的环境下存活的（整篇文章其实在研究功能和机制的过程中，都用到了突变这个方法，其实在研究过程中，这就能保证对于命题验证的严谨性。不清楚的话，可以去看看《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列）：
而MANF的表达，则也能在临床上作为肿瘤预后风险性的一个指标：
最后我们看看这篇文章的示意图，首先葡萄糖饥饿环境下，会产生ROS造成线粒体损伤。而这个过程引发的MANF相关的SUMO解偶联酶SENP1表达增加，会导致MANF去SUMO化，使得MANF易位到线粒体上与Parkin结合，并抑制Parkin的氧化，促进了线粒体自噬，降低了ROS带来的损害。如果MANF被SUMO化，则会易位到细胞核内：
整篇文章其实内容是相当丰富的，在各个环节的验证也十分到位。如果你也有线粒体自噬方面的课题想要进行研究，可以看看这篇文章的思路。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话，可以看看原文，祝你们心明眼亮。
喜欢夏老师讲文献的话，可以点点星标，点点赞，点点“在看”，多分享多转发。
公众号回复“公克”，没事可以翻翻精华帖，里面有不少宝藏工具，当作是科研过程中的一种调剂也是不错的选择哦，科研并不一定要这么无聊又尴尬：
目前夏老师已正式出版10本书，想要的可直接点以下微店小程序直接购买：
