曾经被认为在细胞内有一项简单的工作，研究人员继续更多地了解称为溶酶体的细胞器的重要性。
细胞器是细胞中被膜包围并具有特定功能的小结构。溶酶体有助于许多细胞功能，包括在称为自噬的过程中帮助将物质分解成更有用的能量来源，类似于肠道在全身水平上将食物分解成可用营养素的方式。这个过程有助于细胞的再生和更新，并且还发现溶酶体途径可以保护细胞免受病原体和病毒的侵害。
但是当溶酶体不能正常工作时，它会导致神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病和癌症。
由辛辛那提大学 Atsuo Sasaki 博士领导的研究小组已获得 160 万美元的国立卫生研究院研究项目拨款 (R01)，以更多地了解以前被忽视的酶如何帮助调节溶酶体和细胞功能。
研究方法
Sasaki 表示，他们关注的酶已被确定为“缺失环节”，它根据称为 GTP 的能量分子的可用性来调节溶酶体功能。
辛辛那提大学癌症中心研究员兼加州大学医学院副教授 Sasaki 说：“我们希望利用这笔资金帮助寻找新的调控途径，一种调节这种溶酶体活性的新机制。” “我们获得了异常高的分数和资金鼓励，所以我希望与优秀的成员一起推动这个令人兴奋的项目，以发现新的发现。”
Sasaki 组建了一个多学科团队，成员包括加州大学医学院研究副教授 Diego Perez-Tilve 博士;Jun-Lin Guan，博士，系主任，加州大学医学院癌症生物学教授 Francis Brunning;Takahisa Nakamura，博士，辛辛那提儿童医院医学中心研究员;洛杉矶儿童医院的医学博士 Mikako Warren;和东京大学的 Koh Takeuchi 博士。
该团队 将确切地研究这种酶如何在各个方面驱动溶酶体功能。研究人员将检查这种酶的平衡和信号，并进行病理分析以确定这种酶是否在全身各种组织类型中调节这种功能。
该团队认为，这种酶在调节肝脏代谢方面尤其发挥着重要作用。合作研究员 Nakamura 研究肥胖和分子代谢机制，并将利用他的专业知识研究这种酶如何通过动物模型中的溶酶体功能调节肝脏代谢。
“肝脏是调节全身葡萄糖代谢的一个非常重要的器官，但几乎没有关于 GTP 如何促进这种调节的信息，”同时也是加州大学儿科学系副教授的中村说。“通过分析这种分子，我们预计它可以为寻找 GTP 如何做到这一点的新生物学铺平道路。这是非常基础的事情，也是研究中非常令人兴奋的部分。”
“该项目的核心是研究一种全新的机制，使细胞能够最佳地控制能量资源，”研究内分泌信号如何相互作用以调节新陈代谢及其受营养和环境影响的专家和首席科学家 Perez-Tilve 补充道。“拟议的研究将使用广泛的技术检查这种分子机制在细胞和整个生物体水平上控制能量稳态的影响。”
研究应用
在初步研究中，当酶被抑制剂阻断时，溶酶体会降低其功能。
Sasaki 说，随着团队了解更多，该抑制剂可用于减缓或停止癌细胞中的溶酶体功能，有效地阻止肿瘤分解营养物质以获取能量，并帮助削弱癌症。
在其他情况下，Sasaki 说 GTP 能源可以在体内得到增强，使溶酶体功能超时工作，为细胞提供更多能量来再生和修复自身。
Sasaki 说：“除了这项工作，我们还希望它能带来针对溶酶体相关疾病的新疗法，例如癌症、代谢性疾病、神经退行性疾病和衰老。” “例如，如果一个人的溶酶体活动受到控制，你就可以防止衰老并变得更年轻，因为我们可以粉碎一些有用的东西来再生我们的细胞。”
Nakamura 说，通过了解这种肝脏特异性酶的机制，还有可能开发出针对 2 型糖尿病和脂肪肝等疾病的新疗法。
“没有针对 GTP 途径的药物或疗法，因此通过靶向该途径，它可能成为改善患者健康的重要新型治疗靶点，”他说。
合作与成功
Nakamura 指出，当他们都在哈佛大学接受培训时，他第一次开始与 Sasaki 合作，巧合的是，他们在 10 年前大约同时搬到了辛辛那提。
“作为朋友和科学家，他都是一个很棒的人，”中村这样评价佐佐木。“与 Atsuo 合作真的很有趣，因为他在产生想法方面充满活力。”
Sasaki 现在有两个 R01 研究项目，此外还有他最近同时从事的 人类前沿科学计划奖，这在当今的研究领域是一项罕见的成就。
“让这个奇迹成为可能的是我有非常好的同事，”佐佐木说。“合作使第二个 R01 成为可能，我真的很感激能以团队的形式取得这一成就。”
Sasaki 说，这两个项目同时进行研究可以提高研究能力和协同作用。
“一个 R01 已经很棒了，但是两个可以使单笔资助推动研究的力量增加两倍半甚至三倍，”他说。
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