分泌囊泡启动步骤和相关调节蛋白研究进展

囊泡启动是细胞调节性分泌中非常关键的一个步骤,囊泡启动后才具备与膜融合的能力.囊泡的启动过程需要SNARE复合体的形成和许多其它蛋白如Muncl3、RIM、CAPS等的参与,但不同类型的分泌囊泡其关键的启动因子并不相同.本文主要从分泌囊泡的启动过程和不同囊泡所特异的启动因子着手,综述了囊泡转运过程中启动步骤的最新研究进展.     

CAPS在钙离子触发的囊泡释放中的作用

钙离子依赖的分泌激活蛋白（Ca^2＋-dependent activator protein for secretion,CAPS）是一类在进化中高度保守的促分泌蛋白,它存在两种异构体：CAPS1和CAPS2,两者在不同发育阶段的表达水平及组织中的分布上均有所差异。以往的研究认为CAPS1作为磷脂酰肌醇二磷酸（phosphatidylinositol diphosphate,PIP2）连接蛋白参与钙离子调节的大的致密核心囊泡（large dense-core vescicle,LDCV）与膜融合过程。最近的研究表明,CAPS1还作用于LDCV与膜融合的上游阶段,在分泌性囊泡的形成以及维持其稳定性方面发挥作用。     

Ca2+依赖和Ca2+不依赖的囊泡分泌研究进展

Ca2 是促发囊泡胞吐的关键调节因子.最近的研究表明,分泌囊泡和通道之间的空间距离调节囊泡分泌的过程和性质.Ca2 通道开口附近形成的Ca2 微区和Ca2 钠区和囊泡快速递质释放有非常紧密的联系.SNARE蛋白和钙离子传感器synaptotagmins等在触发分泌中起调控作用.同时另有一类不依赖于Ca2 的囊泡分泌存在.Latrotoxin和mastoparan等可以激活这一类不依赖于Ca2 的信号通路,从而触发囊泡释放.本文主要从ca2 对囊泡胞吐的调控作用着手,综述了Ca2 依赖和Ca2 不依赖的囊泡分泌过程和可能的调控机制.     

Ca^2＋依赖和Ca^2＋不依赖的囊泡分泌研究进展

Ca^2＋是促发囊泡胞吐的关键调节因子。最近的研究表明,分泌囊泡和通道之间的空间距离调节囊泡分泌的过程和挂质。Ca^2＋通道开口附近形成的Ca^2＋微区和Ca^2＋钠区和囊泡快速递质释放有非常紧密的联系。SNARE蛋白和钙离子传感器synaptotagmins等在触发分泌中起调控作用。同时另有一类不依赖于Ca^2＋的囊泡分泌存在。Latrotoxin和mastoparan等可以激活这一类不依赖于Ca^2＋的信号通路,从而触发囊泡释放。本文主要从Ca^2＋对囊泡胞吐的调控作用着手,综述了Ca^2＋依赖和Ca^2＋不依赖的囊泡分泌过程和可能的调控机制。     

PC12细胞中Synaptotagmin Ⅶ 的沉默抑制了致密核心大囊泡的分泌

Syt Ⅶ, 因其具有比Syt Ⅰ和Syt Ⅸ更高的钙离子亲和力, 以及在与脂质结合后表现出更慢的解离动力学过程, 被认为在致密核心大囊泡分泌的慢速动力学过程中起着钙离子感受器的作用, 而并不参与突触囊泡的快速分泌过程. 然而迄今为止, Syt Ⅶ的亚细胞定位和其在胞内具体的生理学功能尚未完全清楚. 在本研究中, 我们首先应用全内反射荧光显微镜技术表明, 在PC12细胞中Syt Ⅶ定位于致密核心囊泡. 通过综合运用高时间分辨率的细胞膜电容测量和碳纤维微电极安培检测, 确定了单独沉默内源性的Syt Ⅶ就可以明显减少PC12细胞中钙触发的致密核心囊泡和质膜的融合和抑制了融合孔的开放, 特别是减少了致密核心大囊泡胞吐触发相的幅值, 而对于其持续成分的速率则几乎没有影响. 这些发现提示我们Syt Ⅶ在PC12细胞致密核心囊泡融合机制中作为钙感受器, 对可释放致密核心大囊泡库的形成和维持起着非常重要的作用.     

细胞骨架系统调控分泌囊泡与质膜互作的研究进展

胞吐作用是真核生物最基本的细胞活动之一,广泛参与了有机体内的多种生理过程.Exocyst复合体介导的分泌囊泡在质膜的定向栓系以及SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白介导的分泌囊泡与质膜的融合过程是胞吐...     

ESYT-2 在致密核心囊泡分泌中起到的作用

目的:研究秀丽隐杆线虫(简称线虫)中一种扩展的Synaptotagmin同源物ESYT-2在致密核心囊泡分泌过程中起到的作用。方法:以线虫为研究对象,运用线虫腔胞吸收ANF-GFP的基本原理来确定ESYT-2与分泌相关,之后又进一步使用全内反射荧光显微镜技术(TIRFM)来研究ESYT-2对致密核心囊泡的具体调控。结果:①ESYT-2功能缺失影响线虫神经细胞致密核心囊泡分泌。②ESYT-2影响致密核心囊泡分泌的栓系过程。结论:ESYT-2调控了致密核心囊泡的分泌过程。     

β-G spectrin的显性基因突变破坏致密核心囊泡的分泌

β-spectrin是细胞膜骨架的重要组成蛋白,其主要分布于质膜的基底部位.在线虫中只有一个编码β-spectrin亚基(β-G)的基因即unc-70.除了稳定质膜,使细胞产生极性等功能外,有报道称它还参与细胞分泌的调节过程.研究发现,在线虫中β-G spectrin的显性基因突变体unc-70(n493)会导致DCVs的分泌缺陷.在活体下,unc-70(n493)突变虫系的神经多肽分泌显著下降.此外,在主要分泌致密核心囊泡的ALA神经元内,钙光解释放促发的快相分泌也比野生型减少.运用TIRFM成像技术,观察在unc-70缺失的情况下ALA神经元内DCVs的锚定过程,结果显示质膜附近囊泡的密度没有显著变化,但囊泡在细胞膜附近停留的时程变短,表明囊泡锚定受到阻碍.为了验证unc-70是否还同时参与调控突触囊泡的分泌过程,运用电生理记录活体线虫神经肌肉接头的方法,发现自发的突触后电流mEPSCs没有明显变化.上述试验结果表明,β-G spectrin的显性基因突变虫系能够影响致密核心囊泡的分泌过程,其机制可能是影响了囊泡的锚定过程.     

Complexin在囊泡运输中的作用

神经递质释放对维持生物体正常的生命活动有着重要的意义,它是由囊泡运输介导完成的.神经元细胞中囊泡运输涉及许多蛋白质间的相互作用,共同调控这一复杂的过程,可溶性小分子蛋白Complexin(Cpx)在这一过程中起着重要的作用,它同时具有抑制囊泡自发发放和促进囊泡诱发发放的功能.本文综合国内外近20年的研究,着重介绍了Cpx蛋白各部分结构域的功能,及其与一些囊泡分泌相关蛋白,如SNARE复合体、Synaptotagmin(Syt),间的相互作用机制及其最新进展.     

UNC-10在致密核心囊泡分泌过程中的作用

Rim是囊泡分泌活性区中的重要组成蛋白,它与细胞分泌和突触可塑性相关．在秀丽隐感线虫中只存在一种编码Rim的基因即unc-10．我们的研究发现,在线虫中Rim的基因突变unc-10(md1117)会导致致密核心囊泡的分泌缺陷．在活体中,unc-10突变虫系的神经多肽分泌显著下降．此外,在主要分泌致密核心囊泡的ALA神经元内,钙光解释放促发的快相分泌也比野生型减少．运用全内反射荧光显微成像技术,我们观察在unc-10缺失的情况下ALA 神经元中致密核心囊泡的锚定过程,结果显示在细胞膜附近停留的囊泡数目减少,表明囊泡锚定受到阻碍．上述试验结果表明,UNC-10能够影响致密核心囊泡的分泌过程,其机制可能是影响了囊泡的锚定过程．