克日，，，，j9九游会医学院张天龙研究员在生命科学权威期刊《Molecular Cell》（中科院一区，，，，影响因子16.6）揭晓题为“CASTOR1 and CASTOR2 respond to different arginine levels to regulate mTORC1 activity”的研究效果，，，，该研究系统展现了CASTOR1与CASTOR2作为高等真核生物特有的精氨酸感应卵白，，，，通过差别化响应细胞内差别精氨酸浓度，，，，调控GATOR2复合物功效及mTORC1活性，，，，进而影响肌肉生长与分化，，，，为肌肉萎缩、肿瘤等疾病的精准干预提供了新的理论依据与潜在靶点。。。。。。

mTORC1信号通路是真核生物中高度守旧的营养感知焦点，，，，能够整合营养（尤其是氨基酸）与能量（ATP）供应状态，，，，实时调控细胞合成代谢与剖析代谢的动态平衡。。。。。。该通路异常与朽迈、糖尿病、肥胖及肿瘤等多种重大疾病的爆发生长亲近相关。。。。。。只管已知mTORC1活性受多种氨基酸调控，，，，但细胞怎样在氨基酸浓度波动下实现对mTORC1“动态、细腻”响应，，，，仍是领域内尚未解决的要害科学问题。。。。。。

在前期研究中，，，，团队剖析了精氨酸感应卵白CASTOR1-精氨酸复合物的晶体结构（CellDiscov., 2016），，，，发明CASTOR1对精氨酸具有高亲和力（Kd≈ 5μM），，，，远低于正常心理条件下细胞中精氨酸浓度，，，，提醒细胞需要依赖特另外感应机制以实现对精氨酸的梯度响应。。。。。。该研究中，，，，团队进一步聚焦CASTOR1的同源卵白CASTOR2。。。。。。CASTOR2早期被以为不具备精氨酸连系能力，，，，仅作为mTORC1的组成型负调控因子施展功效。。。。。。该研究通过生化功效剖析和复合物结构测定发明，，，，CASTOR2同样可连系精氨酸，，，，其亲和力显著低于CASTOR1（Kd≈ 215μM），，，，提醒其在高浓度精氨酸条件下施展调控作用。。。。。；；；；；粕，，，，CASTOR1与CASTOR2均可与GATOR2焦点组分Mios直接连系，，，，阻断GATOR2与GATOR1的相互作用，，，，从而抑制mTORC1活性。。。。。。差别浓度的精氨酸通过调控CASTOR1/2与Mios的连系强度，，，，实现对GATOR1活性的梯度调控，，，，进而细腻调理mTORC1活性。。。。。。研究进一步发明CASTOR1/2在肌肉组织中高表达，，，，其介导的精氨酸感知机制直接影响肌肉细胞中mTORC1活性及细胞生长与分化历程。。。。。。

综上，，，，该研究首次提出CASTOR1/2作为“双重传感器”协同作用，，，，划分响应低浓度与高浓度精氨酸，，，，实现对mTORC1活性的分段、梯度调控，，，，突破了古板精氨酸营养信号响应的“开/关式”认知框架，，，，也为明确细胞怎样在波动的营养情形中维持代谢稳态提供了新的理论模式，，，，为营养感知、代谢调控及相关疾病干预研究开发了新的偏向。。。。。。

图1. CASTOR1/2的作用机制示意图。。。。。。当精氨酸缺乏时，，，，CASTOR1和CASTOR2划分连系GATOR2复合物，，，，抑制GATOR2与GATOR1的相互作用，，，，GATOR1施展GAP活性，，，，抑制下游Rag小G卵白与mTORC1的相互作用，，，，从而抑制mTORC1活性；；；；；当营养富足时，，，，CASTOR1和CASTOR2划分响应低浓度和高浓度的精氨酸，，，，从GATOR2解离，，，，进而GATOR2抑制GATOR1活性，，，，增进mTORC1与Rag小G卵白连系定位在溶酶体上，，，，激活mTORC1信号通路。。。。。。

j9九游会医学院博士研究生刘婵为该研究的第一作者。。。。。。j9九游会医学院张天龙研究员和中国科学院分子细胞科学卓越立异中心丁建平研究员为论文的配合通讯作者。。。。。。该研究获得了校内肖俊杰、苏笠教授等团队和北京大学刘颖教授的指导支持。。。。。。该研究获得科技部重点研发妄想、国家自然科学基金、j9九游会医学院科技立异基金和跨学科新医科研究生立异基金等项目的资助。。。。。。

原文链接：https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(25)01015-9