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在神经退行性疾病中，突触和树突的变化会导致回路失调，进而引发神经元死亡。通过刺激树突和突触的再生，有可能恢复受损的神经回路功能。然而，中枢神经系统（CNS）神经元的再生能力非常有限，尤其是在受损或患病的情况下。因此，识别能够促进树突再生、重建功能性突触连接、增强神经元对压力抵抗能力的因素和信号通路至关重要。 胰岛素是一种能够穿越血脑屏障的肽类激素，对神经系统的能量平衡、树突可塑性和神经传递等过程具有重要影响。胰岛素通过促进微管蛋白的生成来支持神经突生长。此外，研究已证实，胰岛素信号不足和胰岛素抵抗与神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病相关。尽管鼻腔给药胰岛素能改善这些患者的记忆和情绪，但胰岛素能否促进树突和突触再生以恢复神经回路功能及其作用机制尚不清楚。 近日，Adriana Di Polo等在Sci Adv发表了题为“Insulin restores retinal ganglion cell functional connectivity and promotes visual recovery in glaucoma”的研究论文。该研究揭示了胰岛素能够通过激活 mTOR 通路，促进视网膜神经节细胞（RGCs）的树突和突触再生，从而恢复这些细胞的功能和视觉行为。 为了探讨胰岛素是否能促进树突再生，研究人员通过在小鼠眼内注射磁性微珠来诱导眼部高压（OHT），随后用胰岛素治疗。研究发现，OHT导致视网膜神经节细胞（RGCs）树突显著退缩，而仅仅降低眼压并不能促进树突再生。但胰岛素治疗可以促进这些树突再生，恢复其长度、覆盖面积和分支数量。研究还显示，局部使用的胰岛素可以穿透角膜到达视网膜，表明胰岛素有助于 RGCs 在 OHT 条件下实现树突再生。 图1：胰岛素在OHT条件下促进RGCs树突再生 进一步的实验显示，在 眼部高压（OHT） 条件下视网膜神经节细胞（RGCs）与双极细胞之间的兴奋性突触显著减少，而胰岛素治疗则能恢复这些突触的关键蛋白（PSD95 和 VGLUT1）的表达。 通过使用带有红色荧光蛋白标签的病毒载体，研究人员可视化并量化了再生树突上的突触复合体，发现胰岛素治疗能够显著恢复近端及远端 RGCs 树突上兴奋性突触的密度。此外，胰岛素对不同 RGC 亚型的突触恢复效果一致，这意味着胰岛素治疗可以独立于 RGC 亚型及其与胞体的距离，全面恢复再生树突上的兴奋性突触密度。 图2：胰岛素可恢复脆弱神经元的兴奋性突触 mTORC1 和 mTORC2 是关键的调节器，其中 mTORC1 主要负责 mRNA 翻译和蛋白质合成，而 mTORC2 则调控细胞骨架的组织和细胞生长。研究者利用靶向短干扰 RNA（siRNA）抑制了 mTORC1 的下游效应蛋白 S6K 和 4EBP1，以探究它们在胰岛素介导的树突再生中的作用。 结果显示，敲低 S6K 完全阻止了胰岛素诱导的树突再生，导致 RGCs 的树突缩短且分支减少，而 4EBP1 的敲低并未影响再生过程。此外，S6K 的再生作用在不同类型的视神经损伤（如创伤性视神经损伤）中均得到了验证，表明 S6K 是胰岛素依赖的 RGC 树突再生的关键调节因子。 图3：S6K对于胰岛素介导的 RGC 树突再生至关重要 此外，研究还发现 S6K 可以通过磷酸化 mTORC2 的关键成分 SIN1 来影响其活性，而 SIN1 的磷酸化是胰岛素介导的树突再生所必需的。具体来说，S6K 磷酸化了 SIN1 的 Thr86 和 Thr398 位点，促进了 mTORC2 的激活。SIN1 的敲低显著抑制了胰岛素诱导的 RGC 树突再生，表明 SIN1 在这一过程中起着关键作用。 此外，SIN1 的磷酸化还与 Akt 的激活有关，Akt 进一步激活 mTORC1，形成正反馈循环，从而增强蛋白质翻译和树突再生。这说明 mTORC1 和 mTORC2 通过 SIN1 相互作用，共同促进胰岛素诱导的 RGC 树突再生。 研究人员利用 OHT 诱导的损伤模型考察了胰岛素治疗对 RGC 存活的影响。结果显示，在 OHT 后使用胰岛素治疗，能够显著提高 RGC 的存活率，维持其密度接近未受损的对照组水平，而对照组中使用生理盐水治疗的视网膜则表现出明显的神经元死亡。此外，通过单细胞钙离子（Ca²⁺）信号记录分析，发现胰岛素治疗恢复了 RGC 的光刺激引发的 Ca²⁺ 瞬态动态，表现为 Ca²⁺ 衰减时间缩短，与未受损伤的对照组相似。功能性测试表明，胰岛素治疗还能显著改善视力表现，使高眼压引起的视觉损伤得以恢复。 图4：胰岛素刺激神经元存活并恢复视觉功能 总体而言，本研究结果表明，胰岛素治疗是一种有效的再生策略，能够促进青光眼患者RGCs的树突和突触再生，恢复神经回路功能，为胰岛素在青光眼和其他视神经病变中的应用提供了新的见解。 参考文献： El Hajji S, Shiga Y, Belforte N, et al. Insulin restores retinal ganglion cell functional connectivity and promotes visual recovery in glaucoma. Sci Adv. 2024;10(32):eadl5722. doi:10.1126/sciadv.adl5722 本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！ 点击下方「阅读原文」，前往生物谷官网查询更多生物相关资讯~

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Tracy 【导读】 环状GMP-AMP合酶（cGAS）是一种胞质DNA传感器，可启动STING依赖性先天免疫反应，与染色质紧密结合，其催化活性受到抑制；然而，cGAS募集到染色质的机制，以及染色质结合cGAS（ccGAS） 的功能尚不清楚。在本研究中，团队发现mTORC2介导的人cGAS丝氨酸37磷酸化，促进其在结直肠癌细胞中的染色质定位，独立于STING调节细胞生长和耐药性。 2024年7月30日，北京医院深圳医院林媛团队在期刊《Nature Cell Biology》上发表了题为“mTORC2-driven chromatin cGAS mediates chemoresistance through epigenetic reprogramming in colorectal cancer”的研究论文。本研究为mTOR抑制介导的化学耐药性，提供了机制上的见解，并暗示靶向mTORC2-ccGAS-KGA轴，可以改善癌症治疗。 https://www.nature.com/articles/s41556-024-01473-0 研究背景 01 环状GMP-AMP合酶（cGAS）在感应到侵入病原体的胞质双链（ds）DNA时，催化形成环状GMP-AMP（cGAMP）分子或宿主基因组内的损伤，激活cGAS-STING通路。该途径在免疫检测中，起着既定的作用。然而，癌细胞通常会抑制STING活性，同时保留cGAS的前哨功能，这表明cGAS可以独立于STING，执行额外的隐蔽角色。值得注意的是，cGAS不直接接触核小体 DNA，而是紧密锚定在组蛋白2A-组蛋白2B上的“酸性斑块”上。这种染色质拴系阻断了活性cGAS二聚体的形成，并防止对自身DNA的反应。尽管如此，cGAS募集到染色质及其染色质功能的机制，仍然难以捉摸。 雷帕霉素的机制靶点（mTOR）通路整合了细胞外信号，以调节细胞对环境变化的反应。mTOR形成两个复合物，mTORC1和mTORC2。最近的证据表明，mTOR与耐药性有关。抑制mTOR可诱导哺乳动物胚胎处于休眠状态，并在癌细胞中诱导可逆的滞育样状态，赋予对化疗的耐受性。这种mTOR阻断剂可防止结直肠癌和白血病中的化疗药物。在本研究中，通过高通量化合物筛选，团队发现mTOR抑制会破坏cGAS-染色质拴系。mTORC2直接在丝氨酸37位点磷酸化cGAS，促进染色质锚定。ccGAS敲低在正常条件下，抑制结直肠癌细胞生长，但诱导对氟尿嘧啶（一种一线疗法）的获得性耐药性。 研究进展 02 cGAS耗竭在结直肠癌细胞中诱导滞育样状态 诺考达唑同步后，cGAS敲低诱导HCT116细胞中G1/S期停滞。过表达shRNA抗性S37D或S213D，cGAS挽救了这种停滞，而S37A突变体或STING激活剂 （ADU-S100） 则没有。平板克隆和细胞计数试验证实，cGAS敲低抑制HCT116细胞生长，S37D挽救了HCT116细胞生长，但S37A过表达未挽救HCT116细胞生长。因此，ccGAS耗竭诱导结直肠癌细胞周期停滞。 具有染色质定位的cGAS的细胞，表现出小的梭形“上皮样”形态。相比之下，那些具有非染色质cGAS的细胞，看起来又大又圆，具有“滞育样”形态，其特征是细胞周期停滞和增殖减少。抑制PI3K-mTORC2或RICTOR敲低，诱导滞育形态，而抑制AKT1-mTORC1-S6K轴或RAPTOR敲低，不会改变形态。总之，抑制mTORC2-ccGAS轴，可诱导结直肠癌细胞中的滞育样可塑性。 ccGAS耗竭，诱导结直肠癌细胞出现滞育样状态和化疗耐药性。 ccGAS耗竭限制肿瘤生长并诱导化疗耐药性 氟尿嘧啶（5-FU）是一种广泛使用的结直肠癌化疗药物，在正常生长条件下，cGAS敲低抑制HCT116细胞增殖，但使细胞对5-FU诱导的死亡脱敏。将野生型cGAS再敏细胞重新表达为5-FU，通过用JR-AB2-011抑制mTORC2，来阻断这一作用。表达S37D或S213D突变体，也使细胞对5-FU重新敏感，而S37A则没有。与ccGAS不同，STING激活或敲低，不影响结直肠癌细胞的5-FU耐药性。此外，ccGAS对化学耐药性的调节，与MLH1状态无关。这种由ccGAS介导的STING非依赖性化学耐药性，在具有不同微卫星不稳定性的结直肠癌细胞系中泛化。敲低mTORC2特异性亚基RICTOR和SIN1，也降低了HCT116细胞中5-FU的敏感性。S37D突变体（而非野生型cGAS）过表达，将mTOR或RICTOR敲低HCT116细胞再敏化为5-FU，表明mTORC2驱动的ccGAS调节化学敏感性。 在小鼠异种移植模型中，将cGAS敲低或对照HCT116细胞，皮下注射到裸鼠中。3周后，与对照组（100%）相比，cGAS敲低小鼠（37.5%）的肿瘤形成显著减少。在5周时，肿瘤体积和重量在敲除中也显著减少。过表达cGAS-S37D在敲低中挽救了肿瘤的形成和生长，而cGAS-S37A则没有。这些结果表明，ccGAS耗竭通过抑制增殖能力，来抑制结直肠癌的致瘤性。 当肿瘤直径达到5mm 时，腹膜内给药5-FU 5周。与之前的肿瘤生长观察结果一致，在盐水治疗下，cGAS-敲除肿瘤的生长速度，比对照组慢。然而，虽然对照组对5-FU反应灵敏，但cGAS敲低肿瘤则没有反应。过表达S37D，cGAS在敲低中恢复了5-FU反应，而cGAS-S37A则没有。这些发现表明，即使以减少增殖为代价，ccGAS耗竭也会促进化学耐药性， 这表明恢复ccGAS功能可以克服化学耐药性。 mTORC2驱动的ccGAS，在体内指导结直肠癌可塑性和获得性化疗耐药性。 研究结论 03 在本研究中，团队揭示了mTORC2 诱导的丝氨酸37位点cGAS磷酸化，促进其染色质募集和功能的机制。这种翻译后修饰，代表了影响癌细胞中cGAS依赖性过程的关键调控节点。通过调节cGAS-染色质定位，PI3K-mTORC2信号转导在正常条件下支持增殖，但其破坏会引起对化疗的获得性化疗耐药性。 这阐明了PI3K-mTORC2-ccGAS通路在肿瘤生长和治疗反应中的重要性。 团队发现，抑制mTORC2-ccGAS轴，可驱动结直肠癌细胞，进入类似滞育的化学抵抗状态。滞育样可塑性，是ccGAS耗尽时耐药性的基础。 添加ccGAS作为生物标志物， 或许有助于优化将mTOR抑制剂与KGA断剂相结合的策略，以消除持续的静态化疗耐药性肿瘤。 本研究还揭示了一种表观遗传机制， 即mTORC2通过ccGAS修饰染色质。 ccGAS 选择性地将SWI/SNF复合物，募集到调节DNA复制和谷氨酰胺分解的区域。虽然靶向SWI/SNF具有挑战性，但选择性抑制下游淋巴结（如KGA），可能会提高肿瘤学的精准度。 虽然研究结果表明，mTORC2介导的S37磷酸化促进 cGAS-染色质定位， 但不能排除PI3K-mTORC2信号传导下游其他因子的贡献。 总之，团队提供了临时证据，证明mTORC2-ccGAS-KGA轴，介导癌症中的细胞可塑性和获得性化疗耐药性。进一步探索调节因子和途径，可能会优化针对适应性生存的精确策略，其有待验证。持续的研究，有望改善cGAS生物学的临床影响。 参考资料： 1.Motwani, M., Pesiridis, S. & Fitzgerald, K. A. DNA sensing by the cGAS-STING pathway in health and disease. Nat. Rev. Genet. 20, 657–674 (2019). 2.Chen, C. & Xu, P. Cellular functions of cGAS-STING signaling. Trends Cell Biol. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2022.11.001 (2022). 【关于投稿】 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 北京｜09月20日-21日 ▶ 第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！ 点击对应文字 查看详情

PARIS--( BUSINESS WIRE )--Evexta Bio SA, a clinical-stage biotechnology company focused on developing first-in-class therapies in oncology, announces the appointment of Robert Doebele as CMO consultant. Dr. Doebele's extensive academic background includes a MD and PhD in Immunology from the University of Pennsylvania School of Medicine, residency and fellowship training in Medical Oncology and Internal Medicine at the University of Chicago Pritzker School of Medicine, and a Bachelor of Arts in Molecular Biology from Princeton University. Throughout his career, Dr. Doebele has made significant contributions to cancer research, focusing on molecular diagnostics, cancer biology, and the development of biomarkers. His previous roles include Associate Clinical Professor at the University of Colorado Anschutz Medical Campus, where he also directed the Thoracic Oncology Research Initiative. Before joining Evexta Bio, Robert was co-founder, Chief Scientific Officer and Chief Medical Officer of Rain Oncology. As CMO consultant, Robert will support the Company’s clinical development strategy, provide expert advice for protocols, processes and rupitasertib clinical plans and participate in scientific advisory committees. Scott Filosi, CEO of Evexta Bio said: “ I am delighted to welcome Robert as CMO consultant. We are confident that Robert’s expertise will greatly enhance our ongoing efforts in advancing clinical research and improving patient outcomes.” About Evexta Bio ( https://www.evextabio.com ) Evexta Bio is a biopharmaceutical company exploring the new frontiers of oncology in search of daring novel therapeutic approaches with the potential to save lives. Now, in the clinic, the company is currently developing two proprietary therapeutic assets with novel mechanisms of action across several indications: Rupitasertib, an optimized S6K inhibitor with efficient AKT1/AKT3 control of compensatory AKT feed-back loop. The oral anti-tumor agent is expected to enter phase 2 clinical trial in ESR1 mt ER+ HER2- advanced breast cancer. EVX020, a sole-in-class KIF20A kinesin inhibitor having shown potent nonclinical efficacy in hematological and solid tumor models. Two strategies are under assessment, development of EVX020 as a prodrug and as a payload for antibody-drug conjugate (ADC). Founded by Truffle Capital, supported by Merck KGaA (Darmstadt, Germany) as shareholder, Evexta Bio has forged alliances with leaders in academia and industry, including CNRS, Paoli-Calmettes Institute (Marseille, France) and Merck KGaA. The company is supported by seasoned management team, board of directors and medical advisory board.