2017-03-30囊泡运输调控是指某些分子与物质不能直接穿过细胞膜，而是依赖围绕在细胞膜周围的囊泡进行传递运输。囊泡运输研究领域先后于1974年、1985年、1999年和2013年收获诺贝尔生理或医学奖。 2013年诺贝尔生理或医学奖得主 一篇NC报道了PKM2调节肿瘤细胞代谢的机制之外的功能。 我们知道，外泌体通常的思路是其作为一些功能分子的载体，进而研究其内在分子的功能（关于外泌体，你想知道的都在这儿了……点击查看）。今天要了解的一篇关于外泌体的文章，是研究了外泌体的外排机制。 本文重点： 1、联系了肿瘤代谢重排以及外泌体两个热点； 丙酮酸激酶（PK）可分为PKM1、PKM2、L-PK和R-PK四种同工酶，其中PKM1和PKM2是由PKM2基因编码，在转录过程中由前体mRNA经不同选择性剪接的产物。在胚胎发育过程中，PKM2逐渐被PKM1所取代。与之相反，在肿瘤发生过程中L-PK或PKM1同工酶下调而PKM2则再度表达，表明PKM2在癌细胞中发挥着独特的作用。 癌基因是通过PKM2来重编程糖酵解，从而影响肿瘤的侵袭表型。另外一些研究也证实，PKM2可作为一种转录辅激活因子或蛋白激酶促进基因转录和肿瘤形成。 2、研究的主题是外泌体的分泌； 这篇文章发现在肿瘤细胞中PKM2及其磷酸化水平是上调的，而磷酸化的PKM2能作为蛋白激酶磷酸化SNARE复合物组件SNAP-23的Ser95残基，从而调控肿瘤细胞外泌体分泌。 3、文章的主要的角度是从供体细胞角度出发，而大家一般的研究角度是从受体细胞角度出发的。 关于外泌体的分泌，之前小张也介绍过一篇文章（microRNA研究的几种新模式……点击查看）。 另外，可以参看另一篇外泌体相关文章，文章信息如下： Nat Commun. 2017 Feb 17;8:14448. doi: 10.1038/ncomms14448. MVP-mediated exosomal sorting of miR-193a promotes colon cancer progression. 作者通过分析了小鼠结直肠癌、肝转移性结直肠癌以及癌旁样本中miRNAs的表达谱。发现晚期肿瘤中，有更多的肿瘤抑制miRNAs被包埋进外泌体中。 作者发现miR-193a能与MVP结合，敲除MVP后能加剧miR-193a在供体细胞中积累，而非被包埋进外泌体中，从而抑制肿瘤进展。 在开始了解该文章之前，先看两个概念： 蛋白激酶：一类催化蛋白质磷酸化反应的酶。它能把腺苷三磷酸（通常是ATP）上的γ-磷酸转移到蛋白质分子的氨基酸残基上。在大多数情况下，这一磷酸化反应是发生在蛋白质的丝氨酸残基（ser）和苏氨酸残基（thr）上,也有酪氨（tyr）残基上。 SNARE复合物：SNARE蛋白为膜融合的最小机器，其含有SNAP-23、VAMP3、VAMP7组件。SNARE假说主要从分子水平解释膜泡转运过程中的融合机制，认为膜泡的运输具有特异性。具体而言就是每种类型的运输膜泡都有不同的v-SNARE蛋白质，可与相应靶膜上的特异的t-SNARE识别配对，通过这种特异的相互作用将膜泡锚定到靶膜上，形成反式SNARE复合物，然后在α-SNAP蛋白质的辅助下，通过NSF蛋白质的ATP酶活性可逆地解离SNARE蛋白质复合物，驱动膜融合，形成顺式SNARE复合物。几乎膜运输的每一步都是由一对不同的SNARE蛋白质（v-SNARE和t-SNARE）来进行的。 在本研究中，作者发现磷酸化的PKM2能磷酸化SNAP-23的95号位丝氨酸残基，将SNAP-23的Ser95突变为Ala95时，能明显抑制外泌体释放的。 本研究做了哪些内容呢？ 1、研究发现外泌体在肿瘤细胞中的分泌要多于正常的细胞，并且分泌量还与有氧糖酵解呈正相关。 并且通过验证，EGF、OA是通过调控有氧糖酵解来促进或抑制外泌体的分泌。 2、研究表明PKM2（磷酸化水平）与外泌体外排呈正相关，干扰掉PKM2能抑制外泌体释放。同时发现肿瘤细胞中PKM2的磷酸化水平要高于非肿瘤细胞。 实验发现二聚体的PKM2能提升外泌体的释放，而四聚体PKM2则显著抑制外泌体外排。同时发现，PK家族成员PKM1对外泌体外排无明显作用。 3、SNAP-23是一被广泛报道的胞吐相关分子。其在相关细胞分泌的外泌体中是唯一一个能检测到的SNARE复合物组件。实验表明，在分泌能力越强的细胞中，SNAP-23磷酸化水平越高。敲减SNAP-23后能抑制细胞外泌体分泌，且阻断了PKM2过表达促进外泌体外排的能力。这表明，PKM2通过SNAP-23介导外泌体分泌。 4、一些研究表明二聚体的p-PKM2能作为蛋白激酶催化其他分子如STAT3、H3、MLC2磷酸化。而上述研究表明在外泌体外排时需p-SNAP-23、p-PKM2参与，那么是否有可能PKM2促进了SNAP-23的磷酸化呢？通过干扰或过表达PKM2发现，SNAP-23的磷酸化水平出现下降或提升。最后，发现PKM2修饰SNAP-23的Ser95磷酸化位点，而Ser20磷酸化对外泌体分泌无明显作用。 |
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