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Dev Cell丨VAP-A-CERT驱动了含有RNA的细胞外囊泡的生物发生

细胞外囊泡 (EV) 转移的RNA影响各类细胞表型,然而关于含有RNA的EV的生物发生的过程此前缺乏理解。来自美国范德比尔特大学医学中心的研究人员发现,在内质网(ER)膜接触位点 (MCS) 上,由VAP-A-CERT驱动了含有特定RNA的EV亚类的生物发生。该研究发表于Development Cell杂志上。
Dev Cell丨VAP-A-CERT驱动了含有RNA的细胞外囊泡的生物发生
细胞外囊泡 (EVs) 是装载生物活性货物的小型脂质结合载体,可从多种细胞类型释放以促进细胞通讯。多种生物发生机制可以促进 EV 的形成和货物选择,包括从质膜出芽为微泡机制、由内体出芽形成外泌体机制。人们发现,EV比以前认识到的更加多样化,并且不同的货物可能会利用不同的和潜在的非经典机制而整合到EV中
除蛋白质和脂质外,EV还含有多种类型的RNA,包括miRNA、lncRNA、snoRNA、tRNA、rRNA、Y RNA 和 mRNA。EV携带的RNA可以影响受体细胞的基因表达和表型,这可能对多种疾病很重要。EV封闭的RNA也正在研究中作为治疗剂和生物标志物的潜在用途。虽然细胞外RNA (exRNA) 也可以以非囊泡形式存在,但EV中的RNA封装可防止其降解,并使其通过膜融合直接递送至受体细胞的细胞质。
尽管已知某些exRNA 在EV中选择性富集,但人们对这种包装发生的机制知之甚少。RNA 结合蛋白在此过程中起主要作用,控制了RNA的稳定性和向EV的分选。研究人员发现,Argonaute 2 (Ago2) 和其他RISC复合蛋白被鉴定为miRNA 分选到EV 的介质。其他研究表明,具有特定序列基序(即 GGAG 和 GGCU)的 miRNA通过异源核核糖核蛋白A2B1(hnRNPA2B1)和突触结合蛋白结合细胞质RNA相互作用蛋白(SYNCRIP)选择性地分选到EV。此外,RNA 结合蛋白Y-boxI (YBX-1) 参与将mRNA、miRNA 和其他exRNA 包装到 EV 中。
尽管有越来越多的证据表明RNA结合蛋白 (RBP) 在EV的RNA含量方面的作用,但目前尚不清楚这些RBP-RNA复合物是如何被运送到多泡体 (MVB) 和质膜上并被选择性地并入新形成的EV中的。hnRNPA2B1和SYNCRIP都是介导RNA加工和翻译的hnRNP,在细胞核和内质网 (ER) 中均具有功能。同样,YBX1影响特定mRNAs的翻译,影响定位到核糖体和 ER,并且载有miRNA的Ago2在移动到MVB之前被证明与粗糙的ER膜物理特性相关。
内质网膜接触位点 (ER MCS) 的膜接触部位是ER和其他细胞器之间紧密并列的区域。ER MCS 的关键功能包括细胞器和细胞器分离时的钙和脂质交换。然而,MCS的主要生理功能及其潜在机制仍在研究中。许多系链蛋白通过与其他蛋白质结合来介导这些接触,并控制接触点的分子信号传导和交换,包括囊泡相关膜蛋白A (VAP-A)、VAP-B 和含有运动精子结构域的蛋白质2。在这些系链蛋白中,VAP-A和VAP-B是研究得最充分的,它们同时经历同源二聚化和异源二聚化。VAP-B突变与线粒体缺陷和神经退行性疾病有关,最为人所知的是VAP-A,它与多个内体定位的脂质转运蛋白结合,并在从ER到内体和其他细胞器的脂质转移中发挥作用
VAP-A的一个关键的结合蛋白是神经酰胺转移蛋白 (CERT),在ER-高尔基体 MCS 处介导神经酰胺从ER到高尔基体的转移。CERT还被证明可介导ER-内体的MCS处的神经酰胺转运,从而影响棕榈酸酯刺激的肝细胞的EV分泌。通过MCS转移神经酰胺可能为原位神经酰胺合成提供一种替代机制,这种机制可以促进非经典外泌体的生物发生。然而,它的一般相关性和对特定货物的影响尚未确定。
在这项研究中,研究人员将内质网膜接触位点 (ER MCS) 确定是含有RNA的EV生物发生的平台。研究人员确定了一个小型 EV 亚群,其高度富含RNA并由ERMCS 连接蛋白VAP-A 调节。在功能上,VAP-A调节EV 中miR-100分选,对细胞间的miR-100 转移和体内肿瘤形成至关重要。VAP-A敲除的EVs 的脂质分析显示,参与EV生物合成的神经酰胺减少。敲除VAP-A以及神经酰胺转移蛋白CERT导致 EV RNA含量存在缺陷。成像实验表明,VAP-A 促进MVB的腔内填充,CERT定位于MVB,产生神经酰胺的中性鞘磷脂酶 2 (nSMase2)与VAP-A阳性ER共定位。研究结果揭示,VAP-A-CERT介导的神经酰胺转移,驱动含有特定RNA的EV群体的生物发生。
参考文献:VAP-A and its binding partner CERT drive biogenesis ofRNA-containing extracellular vesicles at ER membrane contact sites. Dev Cell.2022 Apr 7:S1534-5807(22)00206-4.

发布者:木木夕,转转请注明出处:https://www.cells88.com/cells/wmt/12292.html

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