谷氨酰胺的分解代謝是生物體必不可少的過程,其第一步,即由谷氨酰胺酶1 (GLS1) 驅動的谷氨酰胺分解,在生理代謝中發揮著重要作用。
然而,谷氨酰胺分解在衰老和年齡相關疾病等病理狀態下的狀態和影響仍不清楚。
2026年2月19日,來自四川大學華西醫院衰老及老年病機制研究室的肖恒怡團隊在Signal Transduction and Targeted Therapy雜志發表題為”Hyperglutaminolysis drives senescence and aging through arginine-mTORC1 axis activation“的文章。
該研究發現衰老細胞以及衰老的果蠅和小鼠中谷氨酰胺分解處于過度激活狀態(稱之為“高谷氨酰胺分解”),進而通過激活精氨酸-mTORC1軸驅動衰老。
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為了驗證衰老細胞中谷氨酰胺代謝的重編程,研究人員分析了三種不同衰老細胞模型中的谷氨酰胺消耗速率,發現與增殖細胞相比,衰老細胞表現出更高的谷氨酰胺消耗速率,且GLS1蛋白水平上調,GLS總活性增加。此外,谷氨酸和銨這兩種谷氨酰胺分解代謝物也在衰老細胞中均顯著升高。
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緊接著,研究人員通過激活和限制谷氨酰胺代謝等干預實驗證實了高谷氨酰胺分解會促進衰老。
機制上,本研究發現了一條與衰老相關的持續性mTORC1激活相連的新型信號通路,該通路起始于谷氨酰胺酶催化的銨和谷氨酸的生成,驅動精氨酸的生物合成,隨后被CASTOR1感知,導致持續性mTORC1激活。
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總而言之,該研究表明谷氨酰胺分解代謝失調是衰老的關鍵驅動因素,并揭示了一個此前未被發現的分子級聯反應,該反應直接連接谷氨酰胺分解代謝、精氨酸生物合成和mTORC1激活。這些發現顯著拓展了我們對谷氨酰胺分解代謝與衰老之間關系的理解,對于識別旨在緩解衰老相關過程的新型干預靶點具有重要價值。
參考文獻:
https://www.nature.com/articles/s41392-026-02576-w
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