Rab蛋白在天然免疫及腫瘤中的功能學研究.pdf

1、細胞的生命活動得以實現(xiàn)依賴于生物膜體系，通過膜的動態(tài)變化從而調(diào)控能量轉(zhuǎn)換、信號識別以及物質(zhì)運輸?shù)然镜纳^程。目前研究表明。有多個蛋白家族參與細胞膜的動態(tài)調(diào)節(jié)，包括?？扇苄訬SF粘附蛋白受體蛋白(SNARE)、衣殼蛋白(Coats)、銜接蛋白(Tethers)、動力蛋白(Motor)和Rab蛋白。其中Rab蛋白作為一個組織和維持細胞內(nèi)膜動態(tài)變化的核心成員，在細胞內(nèi)的囊泡形成及轉(zhuǎn)運等各個環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要作用。目前已知的哺乳細胞內(nèi)有超過70

2、個Rab蛋白。通過各自的特異性的GTPase結(jié)構(gòu)域從而高度定位在專屬囊泡的膜表面，發(fā)揮囊泡轉(zhuǎn)運的時空調(diào)節(jié)。在鳥苷酸交換因子(GDP/GTP exchange factor, GEF)的作用下，GTP替代Rab蛋白結(jié)構(gòu)域上的GDP，使得Rab蛋白被激活。激活的Rab蛋白可以插入到待轉(zhuǎn)運的細胞器的膜上，進一步募集下游的相互作用蛋白，開始發(fā)揮其調(diào)節(jié)囊泡運輸?shù)淖饔?。隨著研究的不斷深入，對Rab蛋白的認知也從單純的調(diào)控囊泡轉(zhuǎn)運擴展到了天然免疫的調(diào)

3、節(jié)，影響癌癥進程等諸多方面。
　　作為一個調(diào)控免疫反應的中心指揮站，樹突狀細胞(dendritic cell，DC)通過精確調(diào)控復雜的膜轉(zhuǎn)運系統(tǒng)以對抗病原體和腫瘤的入侵。從外源性抗原的吞噬、降解到MHC的負載，幾乎所有的抗原呈遞過程都在內(nèi)吞相關(guān)的轉(zhuǎn)運囊泡中進行;與此同時，樹突狀細胞通過識別病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular pattern，PAMP)或危險相關(guān)分子模式(danger-as

4、sociated molecular pattern，DAMP)，觸發(fā)了多種胞內(nèi)囊泡表面的炎癥信號分子，從而分泌細胞因子或化學因子完成免疫反應的初始化過程。毫無疑問，Rab蛋白在樹突狀細胞免疫調(diào)控的過程中發(fā)揮了重要的膜轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)作用。例如。Rab27a可以限制吞噬體的酸化并啟動交叉呈遞;傷寒沙門菌通過拮抗Rab9而抑制抗原遞呈。因此，描繪樹突狀細胞中Rab調(diào)控的轉(zhuǎn)運網(wǎng)絡及機制將極大促進對樹突狀細胞天然防御的認知。
　　為了細致的描繪

5、樹突狀細胞中Rab蛋白的轉(zhuǎn)運網(wǎng)絡，我們首先構(gòu)建了51個穩(wěn)定表達eXact-6His-Rab融合蛋白的DC2.4細胞系。通過發(fā)展了一個新的串聯(lián)親和純化(Tandem affinity purification，TAP)平臺，簡便高效的對每個Rab蛋白相互作用蛋白復合物進行純化。通過液相色譜-電噴霧-串聯(lián)質(zhì)譜（liquid chromatography-electrosprayionization-tandem mass spectrome

6、try，LC-ESI MS)檢測，最終得到1670個獨特的蛋白并和51個Rab蛋白構(gòu)成8874組相互作用蛋白對。隨后通過一個基于無偏見的比較指標算法(CompPASS)給每一個相互作用蛋白賦予權(quán)重打分，最終我們獲得373個獨特的高可信蛋白（high-confidence interacting proteins，HCIPs）構(gòu)成了649組相互作用蛋白對。隨后，通過全面的蛋白質(zhì)組學分析并輔助于影像學技術(shù)，我們提出了多個Rab-Rab之間的

7、亞網(wǎng)絡功能假說。特別的是，通過研究單核增生李斯特菌（L.monocytogenes）感染前后Rab32相互作用網(wǎng)絡的動態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)Rab32-Phb-Phb2蛋白復合物在細菌的胞內(nèi)增殖過程中早期吞噬體的形成和細菌逃逸后的再次捕獲過程中發(fā)揮重要作用。此外，這三種蛋白在吞噬體向溶酶體過渡的過程中也是必不可少的?？傊?，通過系統(tǒng)性研究Rab蛋白囊泡轉(zhuǎn)運組織結(jié)構(gòu)，進而發(fā)現(xiàn)Rab32-Phb-Phb2抗微生物的重要性，為今后進一步研究Rab蛋白的功