近日，我院林圣彩教授团队在《Cell Research》杂志上以封面文章的形式发表了“Hierarchical activation of compartmentalized pools of AMPK depends on severity of nutrient or energy stress”的研究论文。该工作首次从“时空”的角度去探索AMPK的生理意义，提供了本领域期待已久的 “全景图”。 

AMPK是有机体和细胞内感应能量水平并调节代谢稳态最重要的分子。以AMPK为靶标、通过药物使其激活，有着缓解糖尿病、延缓衰老以及降低肿瘤发病风险等作用。因此，自上世纪90年代末开始，AMPK就一直被作为代谢类药物的热门靶点。然而，目前临床已使用的药物都是间接激活AMPK的，且具有一定的局限性。因此，直接靶向AMPK的药物开发就成为学界和制药界的热点。     

从生理角度上设计靶向AMPK的策略需要基于坚实而系统的对体内AMPK调控和功能的研究基础，而AMPK存在于细胞质、溶酶体、线粒体和细胞核等多个区域，这些定位于不同区域的AMPK如何协同调节，就涉及到了时空调控的问题。

在这项研究中，林圣彩教授团队检测了定位于不同亚细胞组份上的AMPK响应葡萄糖或能量匮乏的情形。他们发现，不同程度的能量应激能够通过不同的机制激活不同区域的AMPK，并引起不同区域的底物的磷酸化。首先，当细胞在葡萄糖浓度低于5 mM的情况下（AMP/ATP比率还没有变化），溶酶体上的AMPK最先被磷酸化并激活；之后当葡萄糖水平更低时，胞质中的AMPK开始被激活；而当细胞中能量严重匮乏时，线粒体上的AMPK被最终激活。该研究工作首次揭示了不同时空下AMPK激活的现象，对人们更深入多层次了解AMPK的激活状态具有重要意义。

图：AMPK时空调控的模式图

该论文的共同第一作者为我院博士生宗岳、张宸崧教授和博士生李梦琪，林圣彩教授为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

据悉，该封面设计是出自于林圣彩教授的创意。图片中“夏虫不言冰，井蛙不语海”引自《庄子·秋水》中的“井蛙不可以语于海者, 拘于虚也（空间）; 夏虫不可以语于冰者,笃于时也（时间）”。也就是说，只有我们充分认识一个蛋白质的功能机制之后，才有可能全面认识其意义，以及药物的研发。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41422-019-0163-6

Bioart宣传文链接：

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（伟德BETVlCTOR1946）