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CNS前沿文獻追蹤 – 內溶酶體調節(jié)凋亡
發(fā)布時間:2022-11-2
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細胞器間的互作也是個有意思的東西,我們之前分享過脂滴LD和過氧化物酶體的文章,還分別整理分享過線粒體、內體的故事,這次整理分享一篇算是內體和線粒體互作的文章把,具體內容如下:
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MCF-7細胞誘導凋亡后,從線粒體釋放,內溶酶體(Rab5標記,我們之前分享的內體相關文章把Rab5歸為早期內體marker)定位到線粒體(TOM70標記)
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HeLa細胞上,凋亡發(fā)生時也觀察到了內溶酶體定位到外膜損傷的線粒體(這回沒有,用了IMS-RP – 綠色本來在線粒體內,和線粒體(白色)共定位,發(fā)生凋亡后綠色彌散到整個細胞)
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看內溶酶體和線粒體空間關系細節(jié):凋亡發(fā)生后內溶酶體定位到了線粒體內部,還發(fā)現(xiàn)內溶酶體和BAX接近(凋亡發(fā)生時BAX在線粒體上組裝出孔洞結構)
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內溶酶體在線粒體內部,這個現(xiàn)象挺有意思,用電鏡字再確證一下:凋亡發(fā)生時,線粒體內部的確出現(xiàn)了空泡,;免疫金法確證凋亡發(fā)生時內溶酶體在線粒體內部
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空間上看了凋亡過程中內溶酶體的分布,開始看看時間上內溶酶體在整個凋亡過程中的位置,發(fā)現(xiàn):內溶酶體定位到線粒體發(fā)生在凋亡早期,它定位到內溶酶體之后線粒體外膜才發(fā)生損傷,而后線粒體形態(tài)改變(之前分享的那篇關于BAX/BAK的science里也觀察到了凋亡發(fā)生后線粒體形態(tài)發(fā)生改變)
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BID是另一個線粒體外膜損傷marker,又分別用Tf-546和Bodipy-CHOL標記內溶酶體,看到了內溶酶體進入線粒體的過程
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內溶酶體可以被染料Bodipy-CHOL標記,而線粒體外膜不含,所以作者推測凋亡過程中內溶酶體定位到線粒體會改變線粒體膜成分,實際驗證一下:未誘導凋亡的細胞用皂苷(選擇性透化劑)透化后,染線粒體外膜蛋白TOM20和線粒體內的一種蛋白TRAP1,無法染色線粒體內蛋白TRAP1;而誘導凋亡后,只有經過皂苷透化的細胞可實現(xiàn)TRAP1染色(PFA固定的凋亡細胞沒法實現(xiàn)TRAP1染色,排除了凋亡細胞是因為BAX/BAK組裝出的孔洞造成TRAP1染色的可能性),暗示凋亡后線粒體那有了皂苷可透化的成分,應該是內溶酶體把帶過去改變了線粒體膜成分
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看看內溶酶體定位和凋亡關鍵分子事件(BAX聚集、釋放)的關系
內溶酶體和線粒體、凋亡關鍵分子事件的時空關系看完差不多了,開始看它在凋亡中的作用,沉默Rab5后,凋亡過程中定位到線粒體的BAX增加
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沉默Rab5后,凋亡細胞線粒體釋放減少
HeLa細胞上也發(fā)現(xiàn)當Rab5被沉默后,凋亡細胞線粒體BAX聚集增加、釋放減少
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沉默Rab5的細胞在表達Rab5可rescue釋放,但過表達Rab5并不能促進的釋放
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做的還挺細,除了看凋亡過程中線粒體的釋放,還看了smac的釋放,沉默Rab5后,smac釋放也受到影響
文章到這剛兩層,繼續(xù)往內溶酶體的上游挖,作者發(fā)現(xiàn)是去泛素化酶USP15調節(jié)內溶酶體定位到凋亡細胞的線粒體
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沉默USP15抑制內溶酶體定位到凋亡細胞線粒體后,凋亡細胞線粒體釋放減少
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沉默USP15抑制內溶酶體定位到凋亡細胞線粒體后,BAX定位到凋亡細胞線粒體增加
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剛才是HeLa上沉默USP15,在MCF-7上再做一遍:沉默USP15后,內溶酶體定位到線粒體減少、釋放減少
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沉默USP15后線粒體外膜仍會損傷,但耗時變長
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接著挖調控Rab5的蛋白豐富文章:這回找的是調節(jié)Rab活性的GEF(GTP exchange factor),先看ALS2,將其沉默,發(fā)現(xiàn)并不影響Rab5定位到凋亡細胞線粒體、影響B(tài)AX、行為
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另一個GEF Rabex-5在誘導凋亡后會定位到線粒體
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沉默Rabex-5影響內溶酶體、BAX、行為 – 又找到一個調控內溶酶體的蛋白
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接著描摹內溶酶體對凋亡調控的細節(jié)(同時也豐富文章):凋亡發(fā)生后BAX構象發(fā)生改變,N端會暴露,二聚之后寡聚,沉默一系列內溶酶體蛋白后,凋亡細胞BAX N端暴露減少、BAX寡聚減少,暗示內溶酶體調節(jié)BAX構象
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凋亡過程中,BAX通過在線粒體表面組裝出孔洞結構調節(jié)線粒體通透性,組裝行為依賴BAX構象變化、寡聚,既然內溶酶體影響B(tài)AX N端暴露和寡聚,那么它很可能影響線粒體通透性,還是通過染線粒體內蛋白TRAP1看內溶酶對線粒體通透性的影響,發(fā)現(xiàn):沉默前面挖到的一系列內溶酶體調控蛋白后,TRAP1染色受抑制,暗示內溶酶體調控線粒體通透性(還看到了沉默內溶酶體后細胞死亡減少)
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最后又換了比較新型的凋亡誘導劑(Vx是BCL-2抑制劑,S63845是MCL-1抑制劑)看文章挖出來的內溶酶體在凋亡過程中的行為
細胞器間互作是個有意思的東西,有點跨界的意思 - 找到一個點(這篇是內溶酶體),和經典通路(內源凋亡通路)建立關聯(lián)就成文了??梢詤⒖歼@個思路,看看自己關注的細胞器能不能和別人的方向發(fā)生點故事,讀讀文線,把兩條技術路線交叉一下就OK了……
Tim Sen Wang, Isabelle Coppens, Anna Saorin, Nathan Ryan Brady, Anne Hamacher-Brady. Endolysosomal Targeting of Mitochondria Is Integral to BAX-Mediated Mitochondrial Permeabilization during Apoptosis Signaling [J]. Developmental Cell, June 22, 2020.
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