邓等人的研究提出了一种引人入胜且概念新颖的模型,其中极性蛋白Par3不仅限于细胞质,还可以通过TOM/TIM转运机制导入线粒体基质。一旦进入线粒体,Par3被提议直接与OGDH复合体相互作用并抑制其活性,从而限制TCA循环通量、谷氨酰胺氧化和肝细胞癌的生长。作者进一步建议,Par3的丢失可以解除对OGDH的这种抑制约束,增强细胞对谷氨酰胺的依赖性,并增加肿瘤对OGDH抑制剂CPI-613的敏感性。总体而言,该论文旨在将细胞极性调节与线粒体代谢重编程联系起来。这一主题在概念上具有创新性,研究得到了相对广泛的体外和体内实验的支持。
然而,尽管作者提出了一个相当连贯的工作模型,但几条关键证据仍不够充分,需要进一步澄清和强化。目前,该研究具有明显的潜力,但在考虑接受之前需要进行大量修订。
主要评论
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作者提出Par3通过经典的TOM/TIM导入途径进入线粒体,并在图1N/O中使用共免疫沉淀显示与TOM20、TOM40、TIM23和线粒体伴侣蛋白的相互作用。然而,根据图S1E中展示的数据,这些核心导入因子(尤其是TOM40、TOM20和TIM23)并未在质谱数据集中明显出现。如果这些蛋白质确实通过质谱鉴定到,作者应提供相关的肽段计数、光谱质量、富集倍数、统计显著性和生物学重复的可重复性。如果未检测到这些蛋白质,选择这些分子进行重点验证的理由应明确解释。更重要的是,仅凭相互作用数据不足以证明Par3的线粒体导入功能依赖于TOM/TIM途径。因此,作者应包括功能性试验,例如通过干扰TOM20、TOM40或TIM23,然后评估Par3的线粒体导入是否受损。目前,得出“Par3通过经典的TOM/TIM途径导入线粒体”的结论显得过于夸大,需要更多直接且内部一致的证据。
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方法部分指出,成像使用了Nikon Ti2-SIM超分辨率显微镜,原则上应提供高质量的线粒体定位证据。然而,在主图和补充材料中的多个免疫荧光和共定位图像中,成像质量仍不令人信服。主要问题包括线粒体边界分辨不清、背景较高、信噪比低,有些情况下分辨率不足,无法支持“精确的线粒体定位”或特别是“基质定位”的说法。对于Par3来说,这一点尤为重要,因为Par3传统上并不被认为是线粒体蛋白。基于当前的图像,很难排除Par3只是在外线粒体膜附近富集或分布在其他膜性隔室附近的可能。强烈建议作者使用更合适的成像平台重新获取关键定位数据,或者至少提供分辨率和信号质量显著提高的代表性图像,以增强定位声明的可信度。
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靶向代谢组学、Seahorse分析和同位素追踪实验共同表明,Par3缺乏增强了TCA循环活动和氧化谷氨酰胺分解,这一总体方向是合理的。然而,当前的手稿仍未充分解释代谢状态如何在系统水平上发生变化。由于作者认为“Par3丢失驱动代谢重编程并建立谷氨酰胺依赖性”,他们应更全面地定义哪些代谢节点正在被重编程,而不仅仅是关注有限的TCA中间体和OCR测量。具体来说,作者应基于定量代谢组学解决Par3丢失后发生哪些更广泛的代谢变化。是否进行了全局通路富集分析,以确定观察到的变化是否主要集中在TCA循环、氨基酸代谢、核苷酸合成、氧化还原代谢或其他途径?更系统的代谢重编程概述将大大加强手稿。
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作者分析了11对HCC临床样本,并结合TCGA数据,得出低Par3表达与更强的线粒体代谢特征相关的结论。这一方向当然是值得的。然而,临床样本数量仍然有限,目前的结果仅显示总Par3表达减少与OGDH活性、天冬氨酸水平和线粒体代谢转录特征之间的相关性。最关键的问题仍未解决,即在人类HCC组织中,Par3是否实际定位于线粒体,这种定位是否在肿瘤发生过程中丧失?没有这一级别的证据,“线粒体Par3-OGDH轴”从细胞数据中提出的观点在临床标本中仍缺乏直接支持。因此,作者应考虑在临床组织切片中添加线粒体共定位分析,或通过人类肿瘤样本的亚细胞分级验证线粒体定位。
次要评论
由于作者强调线粒体导入依赖于MTS和TOM/TIM机制,他们应进一步测试ΔMTS构建体是否失去了调节线粒体功能的能力。这将更直接地建立定位与功能之间的因果关系。