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膜受体酪氨酸激酶(RTKs)-PI3K/PTEN-AKT-TSC1/2-mTOR信号通路在控制细胞的生长、增殖、存活和分化等过程中起着重要作用。该通路包含有很多原癌基因如RTKs、PI3K、AKT和mTOR及抑癌基因如PTEN和TSC1/TSC2等,而这些基因的异常激活或失活都将导致mTOR信号的过度活化而致瘤,因此这条信号传导通路的异常在肿瘤细胞中十分常见。结节硬化病(TSC)正是由TSC1/TSC2抑癌复合物突变失活、mTOR过度活化导致的多器官良性肿瘤综合症。但mTOR异常活化引发和影响肿瘤发展的具体机制至今仍不是很清楚。钙离子作为重要的第二信使调控细胞内几乎所有的生理活动,如细胞的生长与分化、增殖与凋亡等等。因此维持细胞内的钙稳态显得尤为重要,一旦这种稳态平衡被破坏,相关病变也就接踵而至,其中也包括肿瘤。已有很多报道表明,瞬时受体电位阳离子通道(TRPC家族蛋白)在前列腺肿瘤的恶化,肝癌的发生发展中起着重要的作用。近两年也有研究认为高尔基体膜上高表达的钙泵SCPA2可以激活细胞膜上的钙库操纵性钙通道(Store-operated channel, SOC)构孔蛋白Orail从而促进乳腺癌的生长,内质网膜上的基质交感分子(stromal interaction molecule, STIM1)及细胞膜上的Orail对乳腺癌的转移非常关键。本课题的研究揭示,mTOR可以通过调节SOC从而影响肿瘤的发生发展。首先我们用钙成像的方法比较了正常细胞和mTOR活化细胞(mTOR上游抑制分子TSC2缺失)的钙离子分布情况,虽然两者胞内钙离子浓度在静息状态下没有明显区别,钙库内质网中的钙离子浓度也相当；但TSC2缺失的细胞所产生的钙库操纵性钙内流(store-operated calcium entry, SOCE)明显增强,并且可被mTOR抑制剂rapamycin阻断,说明mTOR正向调控钙库操纵性钙通道(store-operated calcium channel, SOC),我们发现这是由SOC通道分子STIM1和Orail/TRPC1表达上调所致,敲低STIM1及过表达显性失活的Orail (DN-Orail)来抑制SOCE均可促进TSC肿瘤的发生发展。已知过度活化的mTOR反馈抑制TSC肿瘤细胞AKT1的活性,我们发现,抑制TSC2缺失细胞SOCE后,AKT1的活性明显增强；此外,利用vWF标记血管内皮细胞显示,抑制SOCE可促进TSC肿瘤血管的形成。由此我们不难理解为什么敲低STIM1或过表达显性失活的Orail后TSC肿瘤长的更快了。综上所述,TSC2缺失导致mTOR过度活化后可增强SOCE,而SOCE可以限制TSC肿瘤的发生发展,这为TSC良性肿瘤的发生提供了更深入的了解。同时,由于rapamycin可以抑制SOCE,而抑制SOCE能增加AKT1的活性,这可能是用rapamycin治疗TSC病人疗效不是十分理想的原因之一