研究揭示了细胞中分子“分选站”是如何形成和维持的
来源：news medical | 校审：Kate Anderton | 2019-11-15 | 翻译：聚生物
我们体内的细胞是持续运作的工厂，生产和加工物质来维持我们的生命。当一种物质进入细胞进行加工时，它被细胞外膜的一部分包围，形成一个囊。然后，胚囊发育成含有这种物质的囊泡。这种由细胞摄取的物质方式称为内吞作用。然后囊泡迅速与胞内体融合，胞内体也常被称为“分选站”。从分选站，吸收的物质要么被回收回细胞膜(用于离开细胞)，要么被转运到溶酶体(含有分解物质的酶的细胞器)进行降解。进入细胞(从而进入分选站)的物质可能是营养物质或信号分子，甚至可能是致病病毒。因此，完全理解分选站是如何形成和维持的分子基础是极其重要的。
这一领域的学者普遍认为，这些胞内体是通过细胞膜上的囊泡不断融合而形成和维持的。但在最近的一项研究发表在《Communications Biology》杂志上的研究中，由东京理工大学的东岛二郎教授领导的一组来自日本和奥地利的科学家，声称囊泡来自的高尔基体——另一个关键细胞器——而不是来自细胞膜，对胞内体的形成和维护更为重要。“我们的研究表明，囊泡内化不是必须的，但囊泡从跨高尔基网络运输是至关重要的，”由东京科技大学(Tokyo University of Science)的长野诚(Makoto Nagano)、东京科技大学(Tokyo University of Technology)的东岛纯子(Junko Y. Toshima)、奥地利科学技术研究所(Institute of Science and Technology, Austria)的伊丽莎白•西豪斯(Daria Elisabeth Siekhaus)和东岛次郎(Jiro Toshima)组成的科学家团队表示。
他们根据一系列实验的结果提出他们的主张，包括将突变或药物（两种药物称为Brefeldin a和monein）引入酵母细胞，以阐明胞切体形成的机制。作为实验的一部分，他们首先使用了突变的酵母菌株，这些菌株含有导致细胞内吞过程缺陷的突变；也就是说，他们导致细胞膜上物质的摄入受到阻碍。通过对突变细胞的观察，他们发现，调节胞内体形成的蛋白质Rab5通常定位于胞内体，介导正常的胞内的形成。
然后，他们将上述两种药物引入酵母细胞，以抑制高尔基体中特定的含蛋白质囊泡的运出。通过这样做，他们希望发现这些囊泡是否需要用于形成和维持胞内体。他们发现更少量的Rab5定位在胞内体上，阻碍了胞内体的形成。
在进一步的类似实验中，Toshima教授和他的团队发现，某些蛋白质，无论是存在于高尔基体中还是被招吸收到高尔基体中，都是从高尔基体运输到胞内体中，在那里它们激活Rab5并引发胞内体的形成。从高尔基体中删除或失活对这些蛋白质运输至关重要的基因最终会影响胞内体的形成。
因此，综合考虑所有这些结果，似乎内吞作用对内小体的形成和维持不是必需的，但囊泡从高尔基体的运输才是必要的。
东京科学大学东岛次郎教授说：“我们的结果为胞内体的形成提供了不同的观点，并确定高尔基体为最佳维持和发挥胞内功能的关键位置。”
鉴于胞内体对细胞和生物体的功能是必不可少的，理解其维持机制是很重要的。这项引人注目的研究结果揭示了这一机制的一小部分，还有许多有待发现。即便如此，对细胞处理体内物质的核心途径之一的了解，可以导致对涉及缺陷胞内体的疾病的分子基础的进一步理解，从而导致对此类疾病的更好治疗。
Source:
Journal reference:
Nagano, M., et al. (2019) Rab5-mediated endosome formation is regulated at the trans-Golgi network. Communications Biology. doi.org/10.1038/s42003-019-0670-5.
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