缬氨酸对MAC-T细胞中α-酪蛋白合成及mTOR信号通路相关基因表达和磷酸化的影响

本研究以体外培养的MAC-T细胞为模型，研究不同浓度缬氨酸对α-酪蛋白合成的影响及其潜在调控机制。实验中，MAC-T细胞经12小时饥饿处理后，添加一系列浓度的缬氨酸（共七个浓度：0.000、1.596、3.192、6.384、12.768、25.536和51.072 mM，以及10%胎牛血清）。采用酶联免疫吸附试验确定缬氨酸的适宜浓度范围。采用实时荧光定量PCR和Western blot分析评估α-酪蛋白基因（CSN1S1）、α-s2酪蛋白基因（CSN1S2）和mTOR信号通路相关基因的表达水平和磷酸化状态。通过雷帕霉素（100.000 nM）抑制实验进一步验证mTOR信号通路的功能。结果表明，1×Val（6.384 mM）、2×Val（12.768 mM）、4×Val（25.536 mM）和8×Val（51.072 mM）显著增强α-酪蛋白合成（p < 0.01）。在该浓度范围内，缬氨酸显著上调CSN1S1、CSN1S2以及mTOR信号通路相关基因（包括RagA基因（RRAGA）、RagB基因（RRAGB）、RagC基因（RRAGC）、RagD基因（RRAGD）、mTOR、raptor基因（RPTOR）和4EBP1基因（EIF4EBP1）、真核起始因子4E（EIF4E）和S6激酶1（S6K1））的表达（p < 0.01）。值得注意的是，真核延伸因子2（EEF2）基因的表达在1×Val（6.384 mM）时达到峰值，而其他基因的表达在4×Val（25.536 mM）时达到最大值。此外，缬氨酸显著增加mTOR、S6K1、4E结合蛋白1（4EBP1）、核糖体蛋白S6（RPS6）和eEF2的磷酸化水平（p < 0.01），其中mTOR、S6K1和RPS6的磷酸化水平在4×Val（25.536 mM）时最高。雷帕霉素处理显著抑制mTOR磷酸化和α-酪蛋白合成（p < 0.01）；然而，添加4×Val（25.536 mM）部分缓解了这种抑制作用。总之，缬氨酸通过激活mTOR信号通路促进α-酪蛋白合成，最适浓度为4×Val（25.536 mM）。