细胞通过“网格蛋白介导的内吞”摄取营养物质和信号分子,这一过程涉及多个阶段:先在细胞膜上形成网格蛋白包被小窝,随后小窝凹陷、成熟,最终脱离膜形成运输囊泡。然而,从初始结构形成到成功“出芽”,每一步都受到精细调控,其中决定小窝命运的关键机制尚不完全清楚。可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体(SNARE)是介导囊泡与靶膜融合的核心蛋白,它们是否参与内吞过程并影响囊泡形成,是领域内长期关注的问题。
近日,《美国国家科学院院刊》发表了南华大学陈志明以及美国Chan Zuckerberg Biohub的研究团队合作完成的研究论文“VAMP8 function reveals tight linkage between endocytic recycling and endocytosis”。
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研究发现,使用小干扰RNA敲低VAMP8后,细胞膜上网格蛋白结构的数量显著减少,同时新结构形成的速率降低,已形成结构的寿命延长且体积变小。进一步分析表明,这些网格蛋白包被小窝的凹陷能力也受到明显抑制,导致转铁蛋白受体这一经典内吞货物分子的摄取效率下降。有趣的是,敲低另一种同家族蛋白VAMP2并未产生类似效应,表明VAMP8在内吞调控中具有特异性。
为了检验VAMP8是否直接参与内吞,研究人员破坏了其被招募至网格蛋白包被小窝的能力。他们利用CALM蛋白的突变体,阻断了VAMP8与小窝的结合。结果显示,即使VAMP8无法进入小窝,网格蛋白结构的形成、凹陷以及转铁蛋白受体的摄取均未受影响。这表明,VAMP8并非直接在内吞位点发挥作用,而是通过其他途径影响内吞过程。
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进一步的蛋白质组学分析发现,VAMP8敲低后,多种细胞膜表面受体水平下降,其中转铁蛋白受体尤为显著。直接敲低转铁蛋白受体,竟能完全模拟VAMP8敲低所导致的内吞缺陷,包括网格蛋白结构形成减少、寿命延长和凹陷受阻。这说明,VAMP8敲低主要通过下调内吞货物的数量,间接抑制了内吞过程。
那么VAMP8是如何导致货物减少的呢?研究发现,VAMP8敲低并未影响转铁蛋白受体的基因转录,而是将其“回收”通路阻断。正常情况下,内吞后的转铁蛋白受体会被快速或慢速回收到细胞膜,但VAMP8缺失使这一过程受阻,转而将更多受体送往溶酶体降解。
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