郭曉強

北京大學 深圳醫(yī)院， 廣東 深圳 518036

細胞每時每刻都面臨生死存亡的艱難抉擇，于是自然進化出一種機制以有效地適應周圍環(huán)境。營養(yǎng)豐富并同時存在生長信號時，細胞可促進糖分解代謝，同時啟動蛋白質(zhì)、脂類和核苷酸等細胞組分合成以滿足快速生長的需求；相反，營養(yǎng)缺乏時，細胞減少物質(zhì)合成，暫停生長以度過環(huán)境脅迫。最初認為這一轉(zhuǎn)化為自發(fā)過程，不受細胞調(diào)控，直到一個“偶然”發(fā)現(xiàn)——雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin, TOR)的成功鑒定才改變了這一觀念[1]。

1 雷帕霉素的發(fā)現(xiàn)

故事可追溯至20世紀60年代。當時，從自然界中尋找天然抗菌化合物是許多制藥公司的研究策略之一。1964年，一個加拿大科學探險小組造訪了南太平洋小島——復活島(Easter Island)，又名拉帕努伊島(Rapa Nui)。這個太平洋小島保持著原生態(tài)，并且充滿著神秘感。一方面，島上矗立著諸多的石刻“巨人像”，代表著曾經(jīng)的文明；另一方面，當?shù)厝司哂歇毺氐纳罘绞?，他們大都赤腳生活，卻極少感染破傷風等。研究人員據(jù)此推測，復活島人生活的環(huán)境中一定存在可抑制破傷風桿菌等細菌生存的某種物質(zhì)。為此，他們從島上收集大量土壤標本(包括當?shù)靥赜械姆啪€菌和真菌等)并帶回加拿大，將其中一部分給予加拿大蒙特利爾的愛爾斯特制藥公司(Ayerst pharmaceutical company)微生物研究團隊。

1972年，愛爾斯特制藥公司資深研究員塞加爾(Surendra Nath Sehgal, 1932.2.10—2003.1.21)從復活島收集的吸水鏈霉菌(Streptomyces hygroscopicus)中分離得到一種具有強烈抗真菌活性的新化合物[2]，為紀念發(fā)源地而將其命名為雷帕霉素(rapamycin)(圖1)。雷帕霉素是一種大環(huán)內(nèi)酯類化合物，體外對多種真菌(如念珠菌等)具有抑制作用。然而，塞加爾在進一步開展藥理學實驗時發(fā)現(xiàn)，口服雷帕霉素具有巨大的副作用，可強烈抑制機體免疫系統(tǒng)，這一意想不到的結(jié)果使塞加爾開始關注雷帕霉素的其他作用。塞加爾在期待進一步研究雷帕霉素新的藥物作用時，卻面臨來自公司的巨大壓力。起初，愛爾斯特公司以整體發(fā)展規(guī)劃為由限制雷帕霉素的優(yōu)先研究地位。更為嚴重的是，1983年公司關閉蒙特利爾研究中心，解散員工，雷帕霉素的研究完全終止。

圖1 雷帕霉素的發(fā)現(xiàn)。雷帕霉素由塞加爾從復活島土壤標本中分離得到，是一種大環(huán)內(nèi)酯類化合物

2 FKBP12

20世紀70年代，隨著器官移植手術的推廣和普及，免疫抑制劑的市場需求大增，眾多公司將研發(fā)重點轉(zhuǎn)向這一新興領域。1983年，環(huán)孢素(ciclosporin)被批準用于肝臟和腎臟等器官移植中，從而進一步激發(fā)了這方面的研發(fā)熱情。1987年，一家日本研究機構(gòu)從土壤真菌——筑波鏈霉菌(Streptomyces tsukubaensis)中提取到一種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，命名為他克莫司(Tacrolimus)，又名FK506。體外實驗表明FK506也具有較強的免疫抑制特性，且活性是環(huán)孢素的幾十倍，被看好作為新一代免疫抑制劑。與此同時，1987年，愛爾斯特制藥公司被惠氏公司(Wyeth)收購，從而重啟塞加爾的雷帕霉素研究計劃?？紤]到雷帕霉素和FK506均屬大環(huán)內(nèi)酯類化合物，并且結(jié)構(gòu)相似，因此研究人員也對雷帕霉素的免疫抑制劑前景充滿期望。在開展動物和臨床實驗的同時，這些藥物的作用機制也引起他們的極大興趣。

1988年，哈佛大學化學家施瑞伯(Stuart L.Schreiber,1956.2.6—)開始研究FK506和環(huán)孢素的作用機制。施瑞伯采用經(jīng)典生物化學方法，以FK506為誘餌尋找其結(jié)合蛋白，從而篩選到FKBP12(FK506-binding protein)[3]。進一步的實驗表明雷帕霉素也可與FKBP12結(jié)合。然而令人迷惑的是，兩種化合物具有不同的生理效應，意味著FKBP12并非兩種化合物發(fā)揮活性的真正靶點。施瑞伯據(jù)此推測，F(xiàn)K506或雷帕霉素需首先和FKBP12形成復合物，然后再通過細胞內(nèi)未知靶點發(fā)揮生理效應。因此，尋找真正靶點成為接下來迫切需要解決的重大問題。施瑞伯拔得頭籌，進一步使用FK506- FKBP12做誘餌鑒定出鈣神經(jīng)素(calcineurin)為FK506作用的真正靶點(圖2)。就在施瑞伯等多家實驗室沿著這條道路尋找雷帕霉素作用靶點時，一位研究人員卻搶先一步取得突破。

圖2 FKBP12的發(fā)現(xiàn)。FK506是一種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，施瑞伯篩選到它的結(jié)合蛋白FKBP12，并鑒定出其作用靶點為鈣神經(jīng)素

3 雷帕霉素作用靶點TOR

1987年，美國/瑞士分子生物學家霍爾(Michael Nip Hall, 1953.6.12—)在瑞士巴塞爾大學以酵母為實驗材料研究真核生物核蛋白定位機制，由于實驗不順而決定尋求其他研究項目?；魻柵c瑞士當?shù)氐纳降率?Sandoz)制藥公司有一定的合作，獲悉免疫抑制劑的研究動態(tài)，竟異想天開決定使用酵母研究它們的作用機制。盡管許多人對此提出質(zhì)疑，認為這一研究無疑是給酵母喂阿司匹林，屬無稽之談，但對具有酵母研究背景的霍爾而言，他“別無選擇”，只能嘗試。事實證明，恰恰是酵母這一看似“不經(jīng)意”的選擇卻成就了霍爾的重大突破。

由于酵母根本就沒有高等動物傳統(tǒng)意義上的免疫系統(tǒng)，大多數(shù)人都不會想到酵母還可用來研究免疫抑制劑的作用。酵母最大的優(yōu)勢在于20世紀70年代已建立突變庫，從而使功能基因快速篩選和鑒定成為可能。當時主流研究思路是利用哺乳動物細胞，用雷帕霉素-FKBP12為誘餌來純化其結(jié)合蛋白，然后分析蛋白質(zhì)部分序列，根據(jù)序列推測基因片段，進一步獲得基因全長，最終得到完整蛋白信息。酵母研究思路則與此不同，首先從酵母突變庫篩選具有雷帕霉素抗性的突變體，從而獲得基因信息，進一步推測蛋白質(zhì)信息。從“基因到蛋白”比從“蛋白到基因再到蛋白”大大節(jié)省了時間，而且令大家始料不及的是雷帕霉素靶蛋白“巨大無比”，酵母優(yōu)勢更為明顯，從而使得后出發(fā)的霍爾團隊卻率先取得突破。

研究項目主要由博士后黑特曼(Joseph Heitman)完成。黑特曼發(fā)現(xiàn)，正常酵母用雷帕霉素處理后紛紛死去，大部分酵母突變體也難逃厄運，然而在此情形下，仍有極個別酵母突變體(18個)躲過這一“滅頂之災”，艱難存活下來。這些存活的酵母一方面使霍爾科研“存活”下來，另一方面也成為揭開生命奧秘的關鍵鑰匙。黑特曼對18個酵母突變體分析后發(fā)現(xiàn)，15個都是相同基因突變，而這個突變基因編碼的恰恰就是前期在哺乳動物中找到的FKBP12同源蛋白FPR1，證明雷帕霉素作用方式在真核生物具有高度保守性，也證實霍爾當初實驗設計的可行性。與哺乳動物結(jié)果一致的是，酵母FPR1突變后并不影響酵母生長，只對雷帕霉素產(chǎn)生抗性，進一步證明FKBP12/ FPR1并非雷帕霉素直接靶點，而是發(fā)揮協(xié)助作用。

黑特曼對剩余3株突變酵母分析后發(fā)現(xiàn)，它們對應兩種以前未曾闡明功能的新基因，這三株酵母不僅對雷帕霉素具有抗性，而且酵母本身生長也受到極大影響，因此推測它們與雷帕霉素直接相關。在命名兩個新基因方面，黑特曼依據(jù)三字母原則列舉諸多候選，包括TOR(target of rapamycin)、TFR(target for rapamycin)、FAP(FKBP associate protein)、PAF(protein associated with FKBP)等，經(jīng)深思熟慮和比較分析后最終選定TOR，這兩個基因也就相應地稱為TOR1和TOR2。從字面理解，TOR直接反映它的作用，即雷帕霉素靶蛋白；而深層內(nèi)涵還預示它重要的生理功能。在德語中，TOR是“門控”(gate)之意，因此說明TOR是細胞生長和分裂的控制之門。1991年，這一成果發(fā)表在著名的美國《科學》雜志上[4]，從而開啟雷帕霉素機制研究的大門(圖3)。

隨后，霍爾的學生孔茲(Jeannette Kunz)在克服重重困難后完成酵母TOR1和TOR2基因的克隆和測序，分析發(fā)現(xiàn)這兩個基因同源性極高，并且分子量巨大，編碼蛋白質(zhì)分子量大于280 kD，是一種全新的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶[5]。需提及的是，前史克比徹姆制藥公司(SmithKline Beecham Pharmaceuticals)利文(George Livi)也獨立克隆到酵母TOR基因[6]。

4 mTOR

霍爾成果發(fā)表1年后，多個研究小組幾乎同時發(fā)現(xiàn)哺乳動物雷帕霉素靶蛋白。施瑞伯小組以牛腦勻漿為材料，使用雷帕霉素-FKBP12復合物為誘餌純化FKBP-雷帕霉素相關蛋白(FKBPRAP-associated protein, FRAP)，序列分析表明其與酵母TOR1/2具有高度同源性[7]。1990年，年輕的薩巴蒂尼(David M. Sabatini, 1968.1.27—)進入約翰霍普金斯大學著名神經(jīng)生理學家斯奈德(Solomon Snyder)的實驗室，他敏銳地意識到雷帕霉素的重要性，因此選擇探索雷帕霉素的作用機制作為研究內(nèi)容，最終于1994年從大鼠大腦鑒定出雷帕霉素與FKBP12靶蛋白(rapamycin and FKBP12 target, RAFT)[8]。梅奧醫(yī)學中心(Mayo Clinic)亞伯拉罕(Robert T. Abraham)小組也獲得相同結(jié)果，由于該蛋白與霍爾在酵母中發(fā)現(xiàn)的TOR同源，將其命名為mTOR(mammalian targets of rapamycin, mTOR)[9]。確切地說，還有另外兩家實驗室也取得同樣的進展[9]。這一事實說明當時許多科研人員已意識到雷帕霉素的重要性，而且不同實驗室之間競爭異常激烈。據(jù)說施瑞伯直接飛到倫敦，把稿件交到《自然》雜志辦公室，以免耽擱發(fā)表。后來，在果蠅、線蟲等多種真核生物中也鑒定出TOR，奇怪的是只有酵母存在兩個TOR基因(TOR1/2)，而包括人在內(nèi)的絕大多數(shù)真核生物只有一個TOR基因。由于多家實驗室鑒定出雷帕霉素靶蛋白，命名上多種多樣，為避免混淆， 2009年將其統(tǒng)稱為mTOR，有時也代表雷帕霉素作用靶點(mechanistic target of rapamycin)。從這個角度而言，包含酵母在內(nèi)多個非哺乳動物的TOR都可統(tǒng)稱為mTOR。

圖3 TOR的發(fā)現(xiàn)?；魻栐诮湍钢需b定出雷帕霉素的靶蛋白TOR

mTOR屬磷酸肌醇-3′-激酶相關激酶(phosphatidylinositol 3′-kinase-related kinase,PIKK)家族成員，在C端含有一個典型PIKK激酶結(jié)構(gòu)域，但與大多數(shù)PIKK成員不同的是，該結(jié)構(gòu)域具有絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性，而非脂類激酶活性(圖4)。此外，mTOR的N端擁有一個多達20個串聯(lián)重復的HEAT結(jié)構(gòu)域，其主要介導蛋白質(zhì)間相互作用，如此眾多的HEAT結(jié)構(gòu)域也暗示其在形成多種復合物中的重要性。mTOR結(jié)構(gòu)另一獨特之處在于中間有段FKBP12-雷帕霉素結(jié)合結(jié)構(gòu)域FRB，正是該區(qū)域被FKBP12-雷帕霉素復合物識別和結(jié)合，從而抑制mTOR蛋白激酶活性。霍爾篩選到的TOR突變體就是源于這一區(qū)域關鍵位點突變引起。mTOR重要性在多個物種都得到體現(xiàn)，酵母TOR1/2功能缺失性突變可造成生長停滯，而小鼠TOR基因敲除可引起胚胎致死。

圖4 mTOR蛋白結(jié)構(gòu)[10]

5 mTORC

盡管mTOR分子本身非常巨大，然而它在行使功能時仍需多個輔助分子參與。2002年，霍爾首次在酵母中發(fā)現(xiàn)兩種TOR復合物(TOR complex, TORC)[11]，分別為TORC1和TORC2。TORC1對雷帕霉素敏感，核心成分為TOR1或TOR2；而TORC2則對雷帕霉素敏感性差，核心成分卻只能是TOR2。這一事實也印證了霍爾的早期發(fā)現(xiàn)，即酵母TOR1基因突變表型不明顯，而TOR2突變嚴重阻滯酵母細胞生長，原因就在于TOR2可代替TOR1功能，但反之則不行。不久，薩巴蒂尼在哺乳動物中也發(fā)現(xiàn)mTORC1和mTORC2[12]，當然兩種復合物都只能含有mTOR，區(qū)別在于輔助因子。

mTORC1除含mTOR外，還包含mTOR調(diào)節(jié)相關蛋白(regulatory associated protein of mTOR,raptor)和mLST8等，而mTORC2則由mTOR、雷帕霉素不敏感伴侶蛋白(rapamycin insensitive companion of mTOR, Rictor)、mSIN1等多種因子構(gòu)成。兩種mTORC介導不同信號通路并執(zhí)行不同生理功能(圖5)。

圖5 兩種mTORC及其調(diào)控作用

6 mTOR調(diào)控機制

mTOR常被看作細胞生長調(diào)控的中樞，甚至被霍爾譽為“細胞大腦”。mTOR具有傳感器作用：一方面可感知外界信號，既包括營養(yǎng)信息如氨基酸等(適用于酵母等低等生物)，又包含生長信號如激素和生長因子等(適用于高等生物)；另一方面將這些信息經(jīng)過加工整合后進一步通過調(diào)節(jié)下游信息最終實現(xiàn)生理效應，如影響細胞生長和器官發(fā)育等[13]。

(1)上游信號及調(diào)控機制

mTOR活性受多種因素的影響和調(diào)控。

營養(yǎng)物調(diào)控 環(huán)境中營養(yǎng)成分含量可影響mTORC1活性，其中關于氨基酸的作用研究最為清晰。氨基酸可激活一種位于溶酶體膜表面的GTP酶Rag，從而將mTORC1招募到溶酶體表面執(zhí)行生物功能。

生長因子調(diào)控 多種生長因子可通過特定信號轉(zhuǎn)導通路磷酸化mTORC1抑制因子TSC1/2(tuberous sclerosis complex 1/2)，這一磷酸化修飾可解除抑制活性，從而激活mTORC1信號通路。

胰島素調(diào)控 mTORC2活性主要受胰島素-PI3K信號通路調(diào)控，但細節(jié)尚需闡明。

其他因子調(diào)控 mTORC還受營養(yǎng)脅迫、低氧、DNA損傷信號等調(diào)控。

(2)下游底物及生理效應

mTORC1促進蛋白質(zhì)合成 這一作用最早于1997年發(fā)現(xiàn)。作為蛋白激酶的mTOR可催化多種蛋白底物磷酸化，其中包括蛋白質(zhì)翻譯過程兩個關鍵因子——核糖體S6激酶1(ribosomal S6 kinase 1, S6K1)和真核轉(zhuǎn)錄因子4E結(jié)合蛋白(eIF4E-binding protein 1, 4E-BP)。磷酸化S6K1可進一步磷酸化并激活多種涉及蛋白質(zhì)翻譯起始和延伸等多個過程的蛋白因子。4E-BP正常情況下發(fā)揮翻譯抑制作用，而磷酸化修飾可解除抑制活性，進而增加核糖體翻譯效率和蛋白質(zhì)合成數(shù)量。

mTORC1促進脂類合成 細胞生長、更新和分裂需要源源不斷的脂類提供不溶于水的膜性成分，因此對脂類需求急劇增加。mTORC1可通過激活關鍵轉(zhuǎn)錄因子固醇應答元件結(jié)合蛋白(sterol responsive element binding protein, SREBP)和過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor γ, PPAR γ)等促進脂類合成。

mTORC1促進核酸合成 細胞分裂的基礎是染色體加倍，因此作為DNA和RNA基本成分的核苷酸自然必不可少。mTORC1可增加一碳單位代謝和嘌呤從頭合成過程關鍵酶的活性，最終達到增加核苷酸合成的目的。

mTORC1影響糖代謝 激活的mTORC1增加了蛋白質(zhì)、脂類和核苷酸等的合成代謝，因此必然增加原料需求。這些原料來源之一是糖代謝中間產(chǎn)物，因此mTORC1可促進細胞糖代謝從有氧氧化向糖酵解和磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)化，以滿足細胞生長和增殖需要。

mTORC1抑制細胞自噬 細胞自噬是細胞內(nèi)含物降解并重新利用的過程，涉及多種物質(zhì)的分解代謝。激活的mTORC1可通過抑制自噬形成關鍵因子ULK1的活性而減少自噬發(fā)生。此外，mTORC1還可通過抑制蛋白酶體活性而減少蛋白質(zhì)降解。

mTORC2促進細胞遷移 目前，對mTORC2下游元件理解有限，普遍認可的觀點是可激活PKC和Akt等多個蛋白激酶，從而增加細胞遷移能力。

7 mTOR信號通路的生理與病理作用

mTORC信號通路參與眾多生命過程，包括糖內(nèi)穩(wěn)態(tài)、肌肉功能、脂內(nèi)穩(wěn)態(tài)、免疫機能和大腦發(fā)育(如突觸可塑性和學習記憶過程)[10]，而活性異?？蓪е掳┌Y等疾病發(fā)生。

(1)長壽

2003年，首次以線蟲為材料發(fā)現(xiàn)mTORC信號通路與長壽相關。TOR基因失活突變或利用RNA干擾技術降低TOR mRNA含量，可使線蟲比正常未處理線蟲壽命延長一倍[14]。第二年，進一步研究發(fā)現(xiàn)抑制果蠅mTORC信號通路相關分子活性也顯著延長壽命。這一結(jié)果在酵母和哺乳動物如小鼠中也得到驗證，即降低mTORC信號可達到延長壽命效果。

20世紀30年代起，研究人員先后發(fā)現(xiàn)卡路里限制(calorie restriction, CR)可延長酵母、線蟲、果蠅、小鼠和狗等多種生物壽命，然而對這一現(xiàn)象背后的機制卻知之甚少。mTOR活性抑制與長壽因果關系的發(fā)現(xiàn)啟發(fā)科學家開始探索CR與mTOR間的關聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)卡路里限制相當于營養(yǎng)限制，在此狀況下mTOR酶活性被明顯抑制，細胞生長受阻。其實，mTOR抑制與長壽的關聯(lián)一定程度也可用海夫利克極限(Hayflick Limitation)來解釋。海夫利克極限認為，正常細胞體外培養(yǎng)壽命并非無限，而是有限增殖，因此抑制mTOR活性，降低細胞組分合成，減緩細胞分裂，從而使細胞周期間隔時間延長，在細胞增殖次數(shù)固定前提下，無疑使細胞壽命延長。

mTOR信號通路與長壽關系的發(fā)現(xiàn)為延緩生理性衰老或治療病理性衰老及相關綜合征如神經(jīng)退行性疾病等提供了新思路[15]，當然這一策略是否有效尚需進一步驗證。

(2)癌癥

隨著mTOR與細胞生長和增殖關系的發(fā)現(xiàn)，研究人員開始關注這一信號通路與癌癥的關聯(lián)。許多著名癌基因如PI3K、AKT和Ras等的蛋白產(chǎn)物均為mTOR上游激活性調(diào)節(jié)因子，常常發(fā)生功能獲得性突變；而多個抑癌基因如PTEN、LKB1和TSC1/TSC2等蛋白產(chǎn)物則具有mTOR負調(diào)節(jié)作用，往往發(fā)生失活性突變。兩類突變可產(chǎn)生相似結(jié)果，即造成mTOR信號通路過度激活，細胞出現(xiàn)惡性增殖[16]。多種癌癥包括乳腺癌、前列腺癌、肺癌、黑色素瘤、膀胱癌、腎癌和腦腫瘤等均存在mTOR活性增強現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)可為癌癥治療提供新策略。

(3)其他

mTOR信號通路異常還可導致糖尿病、心腦血管疾病、肥胖、癲癇、自閉癥和阿爾茨海默病等發(fā)生。

8 mTOR信號通路的臨床應用

(1)器官移植

雷帕霉素具有抑制抗原誘導T細胞和B-細胞增殖以及抗體生成作用，這一特性使雷帕霉素于1999年被美國FDA批準應用于腎移植患者術后器官排斥反應的預防。雷帕霉素又名西羅莫司(Sirolimus)，商品名雷帕鳴(Rapamune)。

(2)腫瘤治療

20世紀70年代，塞加爾就意識到雷帕霉素可能具有抗癌作用，因此將部分試劑寄送到美國國立癌癥研究院(National Cancer Institute, NCI)進行測試，結(jié)果顯示雷帕霉素確實可抑制多種腫瘤細胞系生長。NCI基于這一結(jié)果而將雷帕霉素提升到優(yōu)先研究化合物。

然而，進一步研究發(fā)現(xiàn)雷帕霉素具有水溶性較差、難吸收以及嚴重免疫抑制副作用等缺陷而限制其廣泛應用。為解決這一難題，多家制藥公司積極開發(fā)水溶性好的雷帕霉素類似物(rapamycin analogs, rapalogs)，以雷帕霉素結(jié)構(gòu)骨架為基礎，通過修改取代基方式合成一系列衍生物，進一步對其抑癌活性和毒性進行篩選。兩個最成功的化合物為塞加爾所在惠氏公司開發(fā)的CCI-779和諾華公司的RAD001。CCI-779正式名為替西羅莫司(Temsirolimus)，商品名馱瑞塞爾(Torisel)，2007年被美國FDA批準應用于轉(zhuǎn)移性腎癌治療。RAD001正式名為依維莫司(Everolimus)，商品名阿飛尼妥(Afinitor)，2009年被FDA批準應用于腎癌的治療[17]。此外，依維莫司還應用于乳腺癌、神經(jīng)內(nèi)分泌瘤等治療。

雷帕霉素類似物既可直接阻斷腫瘤細胞增殖，又可通過抑制新血管生成減少腫瘤細胞營養(yǎng)供應而發(fā)揮間接殺傷效果，雙重效應使藥效最大化。然而，臨床應用顯示雷帕霉素類似物對大多數(shù)實體瘤只有溫和的殺傷作用，治療效果遠無法達到預期，原因在于mTORC2對這些化合物不敏感。

為克服雷帕霉素類似物的臨床局限，研究人員也在積極探索改進策略，主要從兩方面入手：一方面開發(fā)新型mTOR抑制劑，另一方面嘗試與其他手段聯(lián)合治療。目前，正在研制多種ATP競爭性mTOR抑制劑[18]，它們優(yōu)勢在于可同時阻斷mTORC1和mTORC2活性，以解決mTORC2對傳統(tǒng)抑制劑不敏感造成的治療抵抗。雷帕霉素類似物可與化療藥物(如紫杉醇、多柔比星等)聯(lián)合，也可與芳香化酶抑制劑合用治療乳腺癌等。目前，針對mTOR信號通路的腫瘤靶向治療策略仍在改善中。

(3)其他

2015年，美國FDA批準西羅莫司應用于淋巴管平滑肌瘤(lymphangioleiomyomatosis, LAM)治療，從而使西羅莫司成為第一種LAM治療藥物。LAM是一種由于TSC2突變進而激活mTOR信號通路而造成的罕見進行性肺部疾病，主要影響育齡婦女。

9 展望

從20世紀60年代菌株收集開始，到今天mTOR信號通路的闡明和臨床應用，跨越半個多世紀，中間經(jīng)歷雷帕霉素分離及生物作用發(fā)現(xiàn)(抗癌和免疫抑制)、雷帕霉素作用機制的發(fā)現(xiàn)(酵母TOR1/2基因的鑒定和克隆)、mTOR信號生物學作用和分子機制發(fā)現(xiàn)等重大突破(圖6)。

雷帕霉素和mTOR信號通路的闡明極大地提升了對細胞和機體生理學的理解和認識，深化對多種生命現(xiàn)象的認識，特別是對多種疾病預防和治療也具有革命性的意義。在此過程中，霍爾的貢獻至關重要，他也因此榮獲多項科學大獎，著名的包括首屆生命科學突破獎(2014年)、加拿大蓋爾德納國際獎(2015年)和有“諾貝爾獎風向標”之稱的美國拉斯克基礎醫(yī)學獎(2017年)?；魻栆彩墙鼛啄曛Z貝爾獎的有力爭奪者。

mTOR信號通路研究歷程為我們帶來三點啟示。首先是重大突破難預見性。在雷帕霉素生物作用研究和酵母TOR1/2基因克隆時無法估計到開創(chuàng)一個全新研究領域，尤其是霍爾的發(fā)現(xiàn)更是遠超預期。其次是模式生物的重要性?；魻柦淌谥阅茉诩ち业目茖W競爭中脫穎而出，一個重要原因是選擇了“明星級”模式生物——酵母[19]。最后是生命系統(tǒng)的復雜性。盡管對mTOR在疾病中的作用已有廣泛的理解，但針對mTOR的治療效果仍差強人意，意味著從實驗室研究到臨床應用還有巨大差距，提示應慎重看待許多生命科學“重大突破”的真正臨床價值。

圖6 雷帕霉素研究歷程

(2017年12月13日收稿)■