細胞外囊泡(EVs)是細胞衍生的膜結構,主要包含外泌體和微囊泡,它們分別來自內體系統并從質膜脫落。外泌體存在于生物體液中并在細胞間通訊中起作用,允許細胞交換蛋白質,脂質,遺傳物質,氨基酸和代謝物。外泌體在成熟成為多囊泡內體(MVE)的過程中在內體腔內產生為腔內囊泡(ILV)。外泌體生物發生的機制仍然缺乏探索。
活性RAB31被表皮生長因子受體(EGFR)磷酸化,與脂質筏微域中的Flotillin蛋白結合,促使EGFR進入MVE形成ILV,這與ESCRT(運輸所需的內體分揀復合體)機制無關。活性RAB31與SPFH域相互作用,并通過Flotillin蛋白的Flotillin域驅動ILV形成。同時,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。這些發現表明,RAB31在外泌體的生物發生中具有雙重功能:驅動ILV的形成和抑制MVE的降解,提供了一個精妙的框架來更好地理解外泌體的生物發生。
細胞外囊泡(EVs)是細胞衍生的膜結構,主要包含外泌體和微囊泡,它們分別來自內體系統并從質膜脫落。外泌體存在于生物體液中并在細胞間通訊中起作用,允許細胞交換蛋白質,脂質,遺傳物質,氨基酸和代謝物。外泌體在成熟成為多囊泡內體(MVE)的過程中在內體腔內產生為腔內囊泡(ILV)。
通過MVE向內萌芽形成ILV的過程主要由ESCRT(運輸所需的內體分揀復合體)介導,與許多貨物一樣,包括目前眾所周知的syndecan,tetraspanin CD63和Toll樣受體運輸伴侶UNC93B1等,通過細胞質尾部募集Syntenin-Alix-ESCRT-III途徑來介導它們ILV的形成。
盡管通常認為將ESCRTIII切入MVE內腔是必要的,但在ESCRT耗盡的細胞中仍會形成MVE內腔中的ILV。確實,ILV生物發生的第一個ESCRT非依賴性機制被證明需要鞘脂神經酰胺,這可能允許產生基于筏的微域,從而引起膜上自發的負曲率。然而,哪些蛋白質是必需的以及它們如何在這種與ESCRT無關的ILV形成中發揮作用仍然未知。
在MVE與細胞表面融合至外泌體分泌之前,關鍵檢查點必須通過防止MVE與溶酶體融合來抑制ILV降解。積累的不可降解MVE使用常見的分泌機制進行外泌體分泌,這主要受RAB27調控。因此,外泌體的生物合成途徑主要包括伴隨著內體囊泡運輸的三個關鍵步驟:ILV的形成,防止MVEs降解以及MVEs與細胞表面融合。在外泌體中已檢測到許多膜蛋白,這些膜蛋白與免疫反應,病毒感染,代謝和心血管疾病,神經退行性疾病和癌癥進展有關,但將其調控機制仍然神秘。
在這項研究中,發現活性RAB31驅動EGFR進入MVE形成ILV和外泌體,而EGFR,也許還有其他RTK,使RAB31磷酸化以驅動外泌體的形成。脂筏微域中的Flotillin蛋白參與了由活性RAB31驅動的這種ILV形成,而RAB31與ESCRT機制無關。
進一步證明,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。這些發現建立了由RAB31標記和控制的ESCRT獨立的外泌體途徑,為更好地理解外泌體的生物發生提供了亮點。