Cell子刊：一酶多用，高效“排污”

　　

生物通报道：一项新研究显示，在生物体中负责清除血凝块的酶还具有鲜为人知的功能，处理因疾病或创伤而过早死亡的所有细胞。

澳大利亚Monash大学的科学家在Cell Reports杂志中发表了一项研究，首次指出在清除血凝块中具有重要作用的t-PA酶，也是清除坏死或死亡细胞的主要因子。领导这项研究的是Monash大学生化和分子生物学系的Stephen Bottomley教授及澳大利亚血液疾病中心的Robert Medcalf教授。

当外力或损伤使活组织中细胞过早死亡时，就会导致细胞坏死。而迄今为止，人们对于机体清除坏死细胞的废物处理系统还知之甚少。该研究团队发现，在细胞死亡的后期受伤细胞会进行重构，形成类似血凝块的结构，为机体的有效清理做准备。

在这一类似血栓形成的过程中，可溶的细胞内蛋白（包括微管蛋白）转化为不可溶的寡聚体，生成了蛋白聚集的脚手架结构，限制细胞成分渗漏并招募机体的废物处理系统。这是人们首次发现这样的过程。

Medcalf教授认为，受损细胞这种类似血凝块的结构，使其能够被t-PA酶及其废物处理系统所识别并有效清除。“其原理就与血凝块的形成与清除完全一样，”Medcalf教授说。“在细胞死亡的过程中，这种独特的聚集形式能使这些细胞内的所有碎片集中起来。随后，清除血凝块的酶系统就能够以有序方式清除这些废物，以免对机体产生危害。”

研究人员是在研究脑组织时发现这一现象的，不过研究显示机体内的所有细胞都应用了这一机制。“这是一种非常有效的机制。不论是死细胞还是血凝块，机体并没有采用多重机制，而是通过一种废物处理系统来清除多种废物以达到不同的目的，”Medcalf教授说。

研究还指出，该现象意味着t-PA酶及相关酶系统使通过废弃物的结构和形态来进行识别的，并不涉及特异性的蛋白。t-PA酶对于中风和心脏病治疗很重要，而这项研究能帮助人们进一步了解t-PA酶并将其用于临床治疗。

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Nucleocytoplasmic Coagulation: An Injury-Induced Aggregation Event that Disulfide Crosslinks Proteins and Facilitates Their Removal by Plasmin

Cellular injury causes a myriad of processes that affect proteostasis. We describe nucleocytoplasmic coagulation (NCC), an intracellular disulfide-dependent protein crosslinking event occurring upon late-stage cell death that orchestrates the proteolytic removal of misfolded proteins. In vitro and in vivo models of neuronal injury show that NCC involves conversion of soluble intracellular proteins, including tubulin, into insoluble oligomers. These oligomers, also seen in human brain tissue following neurotrauma, act as a cofactor and substrate for the plasminogen-activating system. In plasminogen/ mice, levels of misfolded β-tubulin were elevated and its clearance delayed following neurotrauma, demonstrating a requirement for plasminogen in the removal of NCC constituents. While additional in vivo studies will further dissect this phenomenon, our study clearly shows that NCC, a process analogous to the formation of thrombi, generates an aggregated protein scaffold that limits release of cellular components and recruits clearance mechanisms to the site of injury.