《自然》等杂志上两篇文章揭密骨架蛋白新功能

　　

生物通报道：新的研究揭示出，一个长期以来被认为只能为细胞和组织提供机械支持的蛋白质还有更多的用处。来自约翰霍普金斯大学的研究人员分别发表在5月18日的Nature杂志和5月15日的Genes and Development杂志上的两片文章显示，骨架蛋白质K17还能影响伤口的愈合、维持毛囊的结构完整性。

发表在Nature杂志上的文章使人们对身体修复伤口有关了新的了解，并且K17蛋白对伤口愈合的影响还在预防慢性伤口（如褥疮，也叫压迫性溃疡）的治疗有一定的意义。

该研究组发表在Genes and Development杂志上的文章表明K17蛋白质还能另外一种不同的新功能，即促进毛囊的生长。

K17属于角蛋白中间细丝（keratin intermediate filaments）蛋白家族，它们是细胞骨骼的一部分。通过对缺少K17（角蛋白-17）的小鼠进行研究，霍普金斯的研究人员发现细胞需要这种蛋白质去开启能够引发在皮肤受损时的新蛋白质的制造和细胞生长所需的信号。

这些研究揭示出了这些细丝蛋白调节细胞信号蛋白的一种全新的、非机械性的功能。K17与伤口愈合的关系之前并不知道能影响蛋白质的制造，因此这些信息对人们了解细胞骨骼受损细胞中的作用具有重要的意义。

当正常小鼠的皮肤受伤时，伤口周围的皮肤细胞会制造更多的K17蛋白和其他蛋白，并且变得比完整皮肤细胞更大。缺少K17蛋白的小鼠，其皮肤伤口的愈合要比正常小鼠慢。

没有K17的小鼠，其制造新蛋白的速度减慢了，并且皮肤细胞的尺寸要比携带K17的皮肤细胞要小。因新蛋白的制造导致的细胞生长部分程度上由集中蛋白质酶控制，其中包括两种分别叫做Akt和mTOR的酶。研究人员发现缺少K17的细胞，其Akt/mTOR途径的活动性变弱，这意味着K17以某种方式与Akt/mTOR相互作用并以此控制细胞的生长和蛋白质的合成。

通过使用一种化学“强力胶”将细胞蛋白粘连到他们的最近的“邻居”上，研究组能够“钓”出K17和其他所有与只粘着的蛋白质。其中，一种叫做14-3-3(sigma)的蛋白质不但能与K17结合，并且还能活化Akt/mTOR途径以增加蛋白质的合成和细胞尺寸。在进一步的实验中，研究人员将正常的K17蛋白重新引入缺少这种蛋白的细胞，这种操作使得14-3-3(sigma)与K17结合并使新蛋白的制造率增加了30％，细胞的尺寸也增加。

研究组还表示，K17维持毛囊强度的作用可能是以它的控制毛囊细胞在正常毛发生长周期中的死亡时间的能力为核心的。研究组之前报道说缺少K17蛋白的小鼠在出生后第一周内无法长出健康的体毛。这表示，没有K17，毛囊中的细胞会很快死亡，从而导致类似秃发的症状。

当正常的毛囊死亡时，他们都遵循一种特定的遗传控制自我程序。毛囊细胞周期分三个阶段：生长、死亡和休眠。缺少K17蛋白的细胞加速了从生长到死亡的阶段，从而使毛发无法充分生长。研究组发现K17细胞骨架蛋白需要与一种能刺激细胞死亡并防治它们在完成生长阶段前死亡的蛋白质相互作用。

K17在细胞死亡中的作用完全独立于它的结构支持功能，并为人类了解毛发和皮肤生理学开启了大门。（生物通记者杨遥）