科学家详述蛋白磷酸酶信号调控

来自浙江大学生命科学学院等处的研究人员发表了题为“Regulation of TGF-b signaling by protein phosphatases”的综述性文章，系统性地综述了蛋白磷酸酶如何调节转化生长因子-β（TGF-β）的信号转导和生理反应，这一研究成果公布在《生物化学期刊》（Biochemical Journal）杂志上。领导这一研究的是任浙江大学生命科学院院长的冯新华教授，其早年毕业于武汉大学，主要研究方向是分子信号传导、蛋白质修饰及其在疾病发生和发育过程中的功能，2004年获国家自然科学基金委员会海外青年学者合作研究基金。文章第一作者是浙江大学刘婷博士。 TGF-β信号转导系统参与调控生物体生理活动的许多方面，如细胞增殖、分化、凋亡以及器官、胚胎的发育。由于TGF-β信号对细胞生长的负调控功能，TGF-β信号转导通路的失活与肿瘤的发生直接相关。在许多肿瘤病人中已发现TGF-β受体和Smad蛋白的突变。其中，Smad4蛋白突变出现在大约50%的胰腺癌病人细胞中，而在一些肿瘤病人和心血管病人细胞中则发现TGF-β受体的失活。由此可见，研究TGF-β信号转导具有重要意义。随着细胞生物学、分子生物学技术的提高，人们发现蛋白质翻译后水平的修饰在TGF-β信号转导中起重要的调控作用。蛋白质的磷酸化是最常见的翻译后水平的蛋白质修饰。它是生物体内普遍存在的一种调节方式，几乎涉及所有生理及病理过程，尤其对细胞因子、生长因子的信号转导及细胞生长、分化、凋亡有重要作用。1992年诺贝尔医学生理学奖就授予了在该领域中有杰出贡献的科学家E. Fischer和E. Krebs。蛋白质的磷酸化是由蛋白激酶催化，将ATP或GTP的γ位磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程。这是一个可逆的过程，与之相应的去磷酸化由蛋白质磷酸酶催化将磷酸基从蛋白质上除去。这篇综述文章总结了蛋白质磷酸酶对TGF-β受体和Smad蛋白的调控网络，详细阐述了TGF-β信号通路中的关键蛋白受到蛋白质磷酸酶调控的作用位点、生化过程、分子机理以及这些调控对细胞功能的影响。除此之外冯新华教授研究组还利用小鼠模型，在T细胞内定向缺失Smad2。研究结果发现，Smad2在体外和体内系统中都降低Th17细胞分化。这篇文章发表在早一点时间的JBC上。转化生长因子TGF-β是免疫细胞内的关键调节因子，其信号通路直接参与CD4阳性Foxp3阳性调节T细胞（CD4+FoxP3+ Treg）以及促炎症Th17细胞的过程。TGF-β通常是通过信号转导因子Smads（主要是Smad2，Smad3和Smad4）控制靶基因的表达和细胞的功能。尽管已有研究报道Smad3与Smad4在TGF-β诱导的Treg细胞生成中的作用，它们却不直接参与Th17细胞的产生。因此，TGF-β信号通路如何调节Th17细胞分化的过程仍不清楚。在这篇文章中，研究人员利用小鼠模型，在T细胞内定向缺失Smad2。研究结果发现，Smad2在体外和体内系统中都降低Th17细胞分化。利用实验室自身免疫脑脊髓炎模型（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）进行研究发现，T细胞中的Smad2缺失能够减轻模式小鼠疾病症状并降低由T细胞生成的Th17细胞数量。进一步实验证明Smad2能与RORγt直接相互作用并促进RORγt诱导的Th17细胞生成。这些实验结果证实，Smad2能够促进促炎症细胞Th17细胞的生成。（来源：生物通万纹）