細(xì)胞外囊泡(EVs)是細(xì)胞衍生的膜結(jié)構(gòu),主要包含外泌體和微囊泡,它們分別來自內(nèi)體系統(tǒng)并從質(zhì)膜脫落。外泌體存在于生物體液中并在細(xì)胞間通訊中起作用,允許細(xì)胞交換蛋白質(zhì),脂質(zhì),遺傳物質(zhì),氨基酸和代謝物。外泌體在成熟成為多囊泡內(nèi)體(MVE)的過程中在內(nèi)體腔內(nèi)產(chǎn)生為腔內(nèi)囊泡(ILV)。外泌體生物發(fā)生的機(jī)制仍然缺乏探索。
活性RAB31被表皮生長因子受體(EGFR)磷酸化,與脂質(zhì)筏微域中的Flotillin蛋白結(jié)合,促使EGFR進(jìn)入MVE形成ILV,這與ESCRT(運(yùn)輸所需的內(nèi)體分揀復(fù)合體)機(jī)制無關(guān)。活性RAB31與SPFH域相互作用,并通過Flotillin蛋白的Flotillin域驅(qū)動(dòng)ILV形成。同時(shí),RAB31募集GTPase激活蛋白TBC1D2B使RAB7失活,從而防止MVE與溶酶體融合,并使ILV分泌為外泌體。這些發(fā)現(xiàn)表明,RAB31在外泌體的生物發(fā)生中具有雙重功能:驅(qū)動(dòng)ILV的形成和抑制MVE的降解,提供了一個(gè)精妙的框架來更好地理解外泌體的生物發(fā)生。
細(xì)胞外囊泡(EVs)是細(xì)胞衍生的膜結(jié)構(gòu),主要包含外泌體和微囊泡,它們分別來自內(nèi)體系統(tǒng)并從質(zhì)膜脫落。外泌體存在于生物體液中并在細(xì)胞間通訊中起作用,允許細(xì)胞交換蛋白質(zhì),脂質(zhì),遺傳物質(zhì),氨基酸和代謝物。外泌體在成熟成為多囊泡內(nèi)體(MVE)的過程中在內(nèi)體腔內(nèi)產(chǎn)生為腔內(nèi)囊泡(ILV)。
通過MVE向內(nèi)萌芽形成ILV的過程主要由ESCRT(運(yùn)輸所需的內(nèi)體分揀復(fù)合體)介導(dǎo),與許多貨物一樣,包括目前眾所周知的syndecan,tetraspanin CD63和Toll樣受體運(yùn)輸伴侶UNC93B1等,通過細(xì)胞質(zhì)尾部募集Syntenin-Alix-ESCRT-III途徑來介導(dǎo)它們ILV的形成。
盡管通常認(rèn)為將ESCRTIII切入MVE內(nèi)腔是必要的,但在ESCRT耗盡的細(xì)胞中仍會(huì)形成MVE內(nèi)腔中的ILV。確實(shí),ILV生物發(fā)生的第一個(gè)ESCRT非依賴性機(jī)制被證明需要鞘脂神經(jīng)酰胺,這可能允許產(chǎn)生基于筏的微域,從而引起膜上自發(fā)的負(fù)曲率。然而,哪些蛋白質(zhì)是必需的以及它們?nèi)绾卧谶@種與ESCRT無關(guān)的ILV形成中發(fā)揮作用仍然未知。
在MVE與細(xì)胞表面融合至外泌體分泌之前,關(guān)鍵檢查點(diǎn)必須通過防止MVE與溶酶體融合來抑制ILV降解。積累的不可降解MVE使用常見的分泌機(jī)制進(jìn)行外泌體分泌,這主要受RAB27調(diào)控。因此,外泌體的生物合成途徑主要包括伴隨著內(nèi)體囊泡運(yùn)輸?shù)娜齻€(gè)關(guān)鍵步驟:ILV的形成,防止MVEs降解以及MVEs與細(xì)胞表面融合。在外泌體中已檢測(cè)到許多膜蛋白,這些膜蛋白與免疫反應(yīng),病毒感染,代謝和心血管疾病,神經(jīng)退行性疾病和癌癥進(jìn)展有關(guān),但將其調(diào)控機(jī)制仍然神秘。
在這項(xiàng)研究中,發(fā)現(xiàn)活性RAB31驅(qū)動(dòng)EGFR進(jìn)入MVE形成ILV和外泌體,而EGFR,也許還有其他RTK,使RAB31磷酸化以驅(qū)動(dòng)外泌體的形成。脂筏微域中的Flotillin蛋白參與了由活性RAB31驅(qū)動(dòng)的這種ILV形成,而RAB31與ESCRT機(jī)制無關(guān)。
進(jìn)一步證明,RAB31募集了TBC1D2B來滅活RAB7,以抑制MVE與溶酶體的融合,并使外泌體得以分泌。這些發(fā)現(xiàn)建立了由RAB31標(biāo)記和控制的ESCRT獨(dú)立的外泌體途徑,為更好地理解外泌體的生物發(fā)生提供了亮點(diǎn)。