RAB23:调控细胞膜泡形成与细胞信号转导的关键分子

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Cellular and Molecular Life Sciences 6.2

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  在细胞生命活动中,RAB23 虽已知参与生长因子信号调控,但在膜泡运输中的作用不明。研究人员聚焦 RAB23,探究其在细胞膜泡运输及细胞信号转导中的机制。结果发现 RAB23 影响囊泡形成、内吞和细胞信号,为相关疾病研究提供新视角。

  在细胞的微观世界里,各种分子有条不紊地运作,维持着生命的基本活动。其中,Ras 相关蛋白 - 23(RAB23)属于 Rab GTP 酶家族,在胚胎发育和成人大脑中均有表达。此前研究表明,RAB23 参与调控多种生长因子信号通路,其突变会引发 Carpenter 综合征(CS),导致心脏、神经管和骨骼等发育缺陷。然而,RAB23 在细胞内膜泡运输过程中的具体功能,以及这种功能如何影响细胞信号转导,一直是未解之谜。为了揭开这些神秘面纱,来自赫尔辛基大学(University of Helsinki)的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》杂志上,为我们理解细胞生命活动的奥秘提供了新的线索。
研究人员运用了多种关键技术方法来开展这项研究。在细胞实验方面,利用了多种细胞系,如人骨肉瘤 MG - 63 细胞系和小鼠颅骨来源的(CD)原代细胞。通过免疫共沉淀(Co - IP)技术,检测蛋白质之间的相互作用;运用免疫染色、共定位和共聚焦显微镜技术,观察细胞内分子的定位和相互关系;借助 siRNA 介导的基因敲低和过表达技术,探究 RAB23 对细胞功能的影响;还使用了蛋白质印迹(western blotting)和流式细胞术,对相关蛋白的表达和细胞内物质的摄取进行定量分析。

研究结果如下:

  • RAB23 在细胞内的定位:通过蛋白质共定位研究发现,RAB23 与早期内体标记物 EEA1 和 RAB5 共定位,暗示其可能参与早期囊泡形成;同时与晚期内体标记物 RAB7 和自噬标记物 LC3 A/B 共定位,表明其在晚期内吞途径中也有作用。
  • RAB23 与内吞途径的关联:RAB23 与网格蛋白(clathrin)高度共定位,与窖蛋白 1(caveolin 1)共定位程度低,说明其主要参与受体介导的内吞途径。进一步研究发现,RAB23 与网格蛋白适配蛋白 2(AP - 2)复合物的 β - 适配蛋白(AP2β1)亚基相互作用,并与 AP - 2、clathrin 在细胞周边共定位,提示其参与早期膜内化过程。
  • RAB23 在网格蛋白包被新生囊泡形成中的作用:RAB23 与参与囊泡形成的多个蛋白,如 PICALM、内吞蛋白 A2(endophilin A2)和皮层肌动蛋白(cortactin)共定位并相互作用,表明它可能在网格蛋白包被新生囊泡形成的多个步骤中发挥作用。
  • RAB23 对网格蛋白介导的货物内化的影响:在小鼠野生型(WT)和 RAB23 缺陷型原代细胞中,研究人员利用转铁蛋白(transferrin)模型研究发现,RAB23 缺陷型细胞转铁蛋白摄取效率降低,且转铁蛋白斑块在细胞周边停留时间更长,说明 RAB23 调节网格蛋白介导的货物内化过程。
  • RAB23 对 BMP2 信号通路的影响:在 BMP2 刺激下,RAB23 缺陷型细胞囊泡形成异常,AP - 2(β - 适配蛋白)与 clathrin 的相互作用减少,R - SNARE 蛋白 VAMP8 表达降低,pSMAD1/5/8 激活水平下降,表明 RAB23 对 BMP2 信号通路具有调节作用。
  • RAB23 与细胞信号转导的关系:通过对 WT 和 RAB23 缺陷型样本的微阵列数据分析,发现 RAB23 调节的差异表达基因参与囊泡介导的运输、膜运输和 TGFβ 受体信号通路,进一步证明 RAB23 在细胞信号转导中的重要作用。

研究结论和讨论部分指出,RAB23 在网格蛋白依赖的新生囊泡形成过程中发挥着关键作用,它参与了从货物识别到囊泡脱离细胞膜的多个步骤。RAB23 的缺陷会影响囊泡的形成、内化、运输以及细胞信号转导,进而导致细胞功能异常。这一研究成果不仅为理解细胞内膜泡运输和细胞信号转导的分子机制提供了重要依据,也为相关疾病,如 Carpenter 综合征的发病机制研究和治疗提供了新的潜在靶点和思路。

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