脫水幫助細(xì)胞處理廢物

德國柏林萊布尼茨—福斯格斯研究所（FMP）研究人員，發(fā)現(xiàn)了一個以前未知的機(jī)制：滲透壓，即水和離子平衡的改變，在數(shù)小時內(nèi)觸發(fā)反應(yīng)，導(dǎo)致自噬體和溶酶體的形成和活性增加。相關(guān)論文刊登于《自然—細(xì)胞生物學(xué)》，詳細(xì)描述了新的信號通路，并為改善人們對環(huán)境影響細(xì)胞循環(huán)和降解系統(tǒng)的理解，以及如何將這些知識用于治療，提供了一個重要的基礎(chǔ)。

人體細(xì)胞偶爾需要一次“大掃除”，以便去除錯誤折疊的蛋白質(zhì)分子或損壞的細(xì)胞器，防止蛋白質(zhì)分子聚集。負(fù)責(zé)這種去除機(jī)制的是“自噬”及與其密切相關(guān)的溶酶體系統(tǒng)。大量研究表明，自噬和溶酶體在衰老和神經(jīng)退行性疾病中起著重要作用。但是，除了饑餓之外，還有什么讓這個重要的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)起來呢？

現(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)水分損失能誘導(dǎo)溶酶體的形成和自噬?！爱?dāng)脫水發(fā)生時，我們會突然在細(xì)胞中看到更多的溶酶體，這里聚集的蛋白質(zhì)分子被降解?！闭撐墓餐髡?、FMP 博士Tanja Maritzen 說，“這是一種聰明的適應(yīng)，因?yàn)榧?xì)胞水分的流失同時促進(jìn)了蛋白質(zhì)的聚集，必須迅速清除這些聚集物，以確保細(xì)胞的持續(xù)功能?！?/p>

研究還揭示，離子轉(zhuǎn)運(yùn)體NHE7 負(fù)責(zé)開啟該新通路。在脫水的情況下，離子轉(zhuǎn)運(yùn)體NHE7 從正常位置的細(xì)胞內(nèi)部，轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)膜以保護(hù)細(xì)胞不受外界干擾。這導(dǎo)致鈉離子流入細(xì)胞，間接地增加了鈣的水平，鈣是細(xì)胞質(zhì)中的關(guān)鍵信使。鈣水平升高激活了一種名為TFEB 的轉(zhuǎn)錄因子，它最終開啟了自噬和溶酶體基因。換句話說，該系統(tǒng)由離子轉(zhuǎn)運(yùn)體NHE7 啟動，由滲透脅迫觸發(fā)。

“這種途徑是完全未知的，是一種全新的機(jī)制。”該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Volker Haucke 說，“該研究展示了水和離子平衡對細(xì)胞和組織分解缺陷蛋白分子能力的基本影響，我們計劃更好地了解這一機(jī)制，在衰老、神經(jīng)退化和預(yù)防其他幾種疾病方面的作用?！?/p>