科研人員發現細胞營養狀態反饋調節巨胞飲作用的分子機制

近日，中國科學院生物物理研究所研究員蔡華清課題組在Journal of Cell Science上發表題為Oligopeptide transporter Slc15A modulates macropinocytosis in Dictyostelium by maintaining intracellular nutrient status的研究論文，該論文揭示了質子偶聯寡肽轉運蛋白Slc15A通過在早期巨胞飲過程中轉運寡肽來維持細胞內氨基酸營養的供給，從而反饋調節細胞巨胞飲過程的分子機制。

巨胞飲作用是細胞非選擇性內吞細胞外營養物質和液相大分子的過程，已知在細胞營養攝取、抗原呈遞和突觸調節等生理活動中發揮重要功能。巨胞飲作用還是某些腫瘤細胞在營養匱乏條件下攝取外界大分子蛋白質，從而維持自身持續增長生殖的一種特殊應對方式。細胞內外環境如何調節巨胞飲活動的分子機制目前尚不明確。

蔡華清課題組以盤基網柄菌Dictyostelium discoideum為模式，利用其巨胞飲效率高、信號通路保守、易于基因編輯和顯微觀察的特點，結合正向遺傳篩選和高內涵成像技術，鑒定獲得了新的巨胞飲調控因子-質子偶聯寡肽轉運蛋白Slc15A。Slc15A定位在細胞質膜和早期巨胞飲體，其基因缺失導致巨胞飲杯形成頻率的下降，嚴重影響了細胞的巨胞飲效率，并導致細胞生長緩慢和自噬水平異常升高。外源回補Slc15A蛋白的表達或向細胞提供游離氨基酸可以挽救這些缺陷；而回補寡肽轉運活性缺失的Slc15A蛋白或向細胞提供二肽形式的氨基酸則無法回補這些缺陷。上述結果說明，Slc15A通過在早期巨胞飲途徑中向細胞質中轉運寡肽來維持細胞內關鍵氨基酸的供給，從而反饋調節細胞的巨胞飲水平。此外，氨基酸類營養物質的轉運并非像現在大部分模型中描述的那樣只發生在溶酶體階段，在內吞途徑不同步驟上發生的轉運可能進一步增加細胞適應環境的靈活性。該工作揭示了細胞營養狀態與巨胞飲過程的調控關系，為深入研究巨胞飲作用的分子機制和生理功能提供了有意義的線索。

研究工作得到國家自然科學基金委員會、科技部、中科院戰略性先導科技專項和中科院青年創新促進會等的支持。

質子偶聯寡肽轉運蛋白Slc15A介導寡肽從培養基轉運到細胞質，通過維持細胞內關鍵氨基酸的供給反饋調節巨胞飲作用

來源：中國科學院生物物理研究所

【來源：中科院之聲】

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本文轉自:瀟湘晨報