巨自噬（以下稱“自噬”）是細胞內(nèi)重要降解途徑,，用以維持細胞生存和正常生理功能，其中自噬體是執(zhí)行該過程的關(guān)鍵細胞器,。在自噬體的生成過程中,，細胞內(nèi)首先會形成一個扁平膜結(jié)構(gòu)，被稱為“phagophore”,，接著該膜結(jié)構(gòu)會逐漸延展,，包裹待降解的底物后封閉形成自噬體。最后自噬體與溶酶體發(fā)生融合,，自噬體內(nèi)的底物被降解,，供細胞回收利用。
據(jù)估計,，細胞自噬過程中需要動員數(shù)百萬個脂質(zhì)分子用于自噬體的延伸。到目前為止,，關(guān)于自噬體膜延伸的脂質(zhì)傳遞機制,，有三種較為廣泛接受的理論：囊泡介導(dǎo)的脂質(zhì)傳遞、來自已存在的細胞器的膜外推,，以及蛋白介導(dǎo)的脂質(zhì)運輸,。在蛋白介導(dǎo)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運模型中，脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白介導(dǎo)延伸中的自噬體膜結(jié)構(gòu)和其他細胞器之間脂質(zhì)轉(zhuǎn)運,。ATG2作為細胞自噬過程中被研究最多的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白,，被認為在自噬體形成的早期階段促進了來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和正在生長的自噬體間的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運。其中,，ATG2通過自噬體上的PI3P效應(yīng)蛋白WIPI4的相互作用而被穩(wěn)定的固定在自噬體膜結(jié)構(gòu)上,，這種穩(wěn)定的結(jié)合有助于促進ATG2行使其脂質(zhì)轉(zhuǎn)運功能,。細胞內(nèi)許多不同的細胞器被認為是支持自噬體生長的膜來源，但目前還不清楚 ATG2 是否可以將脂質(zhì)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以外的其他細胞器轉(zhuǎn)運到自噬體膜結(jié)構(gòu),。
4月16日,，上海交通大學醫(yī)學院病理生理學系鐘清、留筱廈課題組在Cell Discovery在線發(fā)表題為ANKFY1 bridges ATG2A-mediated lipid transfer from endosomes to phagophores的研究論文,，發(fā)現(xiàn)ANKFY1可以將ATG2A錨定在內(nèi)體上,，協(xié)助ATG2A轉(zhuǎn)運內(nèi)體上的脂質(zhì)到自噬小體上，從而促進自噬體的膜延伸,，闡明了ATG2A作為脂質(zhì)轉(zhuǎn)運過程中的關(guān)鍵蛋白介導(dǎo)內(nèi)體與自噬體間脂質(zhì)轉(zhuǎn)運的分子機制,，為內(nèi)體作為自噬體膜來源提供有力證據(jù)。
在這項研究中,，研究團隊通過基于ATG2A的級聯(lián)親和純化,，鑒定到ATG2A相互作用蛋白ANKFY1（含有Ankyrin重復(fù)和FYVE結(jié)構(gòu)蛋白1），發(fā)現(xiàn)在自噬誘導(dǎo)下細胞內(nèi)一部分ANKFY1與ATG2A共定位于在內(nèi)體和自噬小體之間,。隨著ANKFY1的耗竭,，細胞內(nèi)自噬體膜結(jié)構(gòu)延伸障礙，且自噬通量受阻,，這與ATG2A/B的耗竭表型相似,，猜測ANKFY1參與ATG2介導(dǎo)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運過程。為了證明這個猜測,，研究團隊構(gòu)建了Halo-LC3穩(wěn)定細胞系,，通過熒光標記的不可透膜（MIL）和可穿透膜（MPL）的Halo tag配體，分別對可進入細胞質(zhì)的和被自噬體隔離的HT-LC3進行順序標記,，在細胞內(nèi)特異性的檢測自噬小體,、新生成的自噬體以及成熟自噬體結(jié)構(gòu)，以此指征細胞內(nèi)不同狀態(tài)的自噬體,?；谠搶嶒灢⒔Y(jié)合透射電鏡結(jié)果，研究人員發(fā)現(xiàn)ANKFY1的耗竭會影響自噬體的生長和閉合,。
為了更進一步探究ANKFY1在ATG2介導(dǎo)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運過程中的功能,，研究團隊嘗試生化重建脂質(zhì)轉(zhuǎn)運這一生物學過程，在體外建立了基于FRET（熒光共振能量轉(zhuǎn)移）的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運體系-Lipid transfer assay,。利用該體系并結(jié)合蛋白-脂質(zhì)體共漂浮實驗和動態(tài)光散射技術(shù),，研究人員發(fā)現(xiàn)ANKFY1可以通過其FYVE結(jié)構(gòu)域結(jié)合富含PI3P的脂質(zhì)體，幫助ATG2A錨定在膜表面,，并促進ATG2在包含PI3P的脂質(zhì)體間傳輸脂質(zhì),。
最后，研究團隊發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)ANKFY1耗竭導(dǎo)致自噬體上PI3P含量下降,，與ATG2耗竭或UVRAG（介導(dǎo)內(nèi)體PI3P生成）耗竭的表型一致,。這些數(shù)據(jù)表明,，在自噬激活時，ATG2與ANKFY1可能將PI3P脂質(zhì)從內(nèi)體轉(zhuǎn)移到自噬體膜結(jié)構(gòu)上,。
鐘清課題組碩士畢業(yè)生魏彬,、傅宇輝博士、李秀芝博士為本文的共同第一作者,，鐘清教授,、留筱廈副研究員為本文的共同通訊作者。
