線蟲腸細胞胞吞后循環(huán)轉運的調節(jié)機制研究.pdf

1、細胞中胞吞和分泌途徑協調作用維持一種動態(tài)平衡以調節(jié)細胞膜的物質組分。這種動態(tài)平衡對于細胞維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)，快速反應以應對細胞外環(huán)境和細胞內代謝的變化具有很重要的意義。在秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）中的研究闡明了膜結構轉運在生理和發(fā)育中的許多功能，并且在分子水平上解釋了介導貨物分選，囊泡出芽，膜結構的分裂和融合的很多基本機制。在本文中，我們用線蟲的腸道作為研究模型，研究了從基底面向頂面的極性運輸，頂面胞吞后循

2、環(huán)轉運和基底面胞吞后循環(huán)轉運過程。我們鑒定了一些調節(jié)這些膜結構轉運的重要蛋白。
　　在頂面?zhèn)龋覀冇^察到了RAB-11標記的頂面循環(huán)內涵體結構（Apical recycling endosomes,AREs）從基底面向頂面的極性運輸過程。八亞基蛋白復合物exocyst是AREs向頂面細胞膜栓系所必需的。Exocyst亞基SEC-15在從基底面向頂面的轉運過程中被RAB-11動態(tài)募集。
　　不同于在頂面?zhèn)冉閷蚣毎さ乃ㄏ担琫

3、xocyst在基底側作用于內涵體小管之間的栓系/融合。在過去的十幾年時間里，網格蛋白非依賴型內吞途徑（clathrin-independent endocytic pathways，CIE）不斷吸引大家的興趣，越來越多通過CIE途徑進入細胞的內源細胞膜（PM）蛋白被鑒定出來。盡管有越來越多的調節(jié)蛋白被鑒定出來參與CIE途徑，但我們對這些蛋白的具體功能和相互作用關聯的了解依然有限。在本文中，我們觀測到一種獨特的相互關聯的具有動態(tài)特征的內涵

4、體管狀結構（endosomal tubules），這些結構對于包括hTAC，GLUT1和DAF-4等在內的一些CIE途徑貨物分子在腸細胞基底側循環(huán)轉運過程是必需的。SEC-10是八亞基蛋白復合物exocyst的一個亞基。SEC-10和其它一些exocyst亞基的功能缺失會破壞這種內涵體小管，使它們變成不同大小的圈狀結構。
　　進一步研究表明，這些內涵體小管對Rab GTP酶RAB-10的失活敏感。RAB-10在新生小管的出芽、生長

5、延伸直到與臨近小管最終融合的過程中始終處在小管的頂端。并且，常激活型RAB-10突變（GTP-locked Q68L突變體）產生了更多的管狀結構，顯示出在小管頂端更強的點狀分布。顯性負相常失活型RAB-10突變體（GDP-locked T23N突變體）在細胞質中彌散分布，且導致分布有hTAC-GFP的大空泡的產生。在rab-10突變蟲系或RAB-10(T23N)轉基因蟲系中很難觀察到hTAC小管，說明了RAB-10GTP酶是從基底側早期

6、內涵體（BEE）出來的內涵體小管的出芽和生成所必需的。在sec-10突變蟲系中，我們觀察到內涵體小管延伸事件明顯減少。雖然仍有RAB-10處在新生小管的頂端，但我們發(fā)現sec-10突變蟲系中剩余的這些管狀延伸事件的栓系/融合成功率下降了大約5倍。
　　另外，我們還發(fā)現微管骨架是hTAC小管穩(wěn)定和RAB-10結構動力學所必需的，這說明了微管骨架在基底側內涵體小管的形成中的重要性。
　　總之，我們闡述了Rab GTP酶RAB-1

7、0，exocyst亞基SEC-10和微管骨架通過協同作用，參與形成一種內涵體管狀網絡結構。我們認為RAB-10引導小管的生長，而SEC-10負責小管間的栓系/融合。我們的研究結果為CIE途徑的調節(jié)過程提供了新的見解。
　　除了腸細胞，在線蟲中進行膜結構轉運研究的其它系統(tǒng)還有卵母細胞和早期胚胎。在sec-10突變蟲系中，卵黃蛋白受體RME-2的胞吞后循環(huán)轉運過程受阻，從而影響了卵母細胞對由腸細胞分泌的卵母蛋白YP170A的吸收。另外