Cell: 癌细胞RAS旌旗灯号通报若何不依赖于细胞膜就可完成？

2021年4月15日讯/100医药网BIOON/---酪氨酸激酶（RTK）介导的上游效应路径的活化，例如RAS GTPase / MAP激酶（MAPK）旌旗灯号级联反馈，被以为仅产生于哺乳植物细胞中的脂膜区。在比来一项研讨中，来自美国加州旧金山分校的Trever G. Bivona团队发现了一种基于卵白质颗粒的无膜亚细胞构造，可以组织癌症中的RTK / RAS / MAPK旌旗灯号传导。相关成果颁发在《Cell》杂志上。

（图片起源：www.cell.com） 受体酪氨酸激酶（RTK）/ RAS / MAP激酶（MAPK）旌旗灯号在调理正凡人细胞的增殖和存活中起侧重要作用，而且通常通过多种机制在人类癌症中被适度激活。正常状态下的RTK是不行或缺的膜卵白，而RTK旌旗灯号激活此前被以为仅产生在脂膜区，包含细胞质膜（PM）和细胞内的带膜细胞器，如胞内体等。此外，RAS GTPase的激活和上游MAPK旌旗灯号传导依赖于RAS卵白与脂膜的联合。

与细胞膜以及胞内的脂质构造细胞器分歧，生物分子缩合物（biomolecular condensates）是次要基于卵白质的无细胞构造（例如P-小体，核仁和应激颗粒等）进行亚细胞区室化的新兴机制（Alberti等， 2019; Shin和Brangwynne，2017）。虽然此前研讨曾经发现转录因子缩合物（transcription factor condensates）与癌症之间的分割，但生物分子缩合物在致癌旌旗灯号传导和癌症发病机理中的功效作用仍有待确定。

（图1，EML4-ALK造成胞内无膜卵白质颗粒构造） 癌症产生进程中RTK / RAS / MAPK旌旗灯号转导异常的环境包含波及RTK的染色体重排，它们会发生嵌合的癌卵白，简直一切致癌的ALK和RET交融卵白都保留了细胞内构造域，此中包含激酶，但缺乏人造的跨膜构造域。是以，这些癌化的RTK卵白在若何在不依赖细胞膜构造的环境下产生旌旗灯号转导，以及这些RTK交融癌卵白若何激活RAS旌旗灯号成为了亟待解决的成绩。

先前研讨发现：肺癌和其他癌症亚型中常常呈现的“棘皮植物微管相关卵白4（EML4）”-ALK交融癌卵白的造成依赖于RAS GTPase激活和上游RAF / MEK / ERK（MAPK路径）旌旗灯号传导。研讨标明，EML4-ALK复合体的造成并非局限于细胞膜，而是定位于未知的细胞内点状细胞质构造，而且这种特定的细胞内定位关于EML4-ALK激活RAS和上游MAPK旌旗灯号传导至关紧张。

（图2，EML4-ALK复合体招募上游RAS旌旗灯号卵白） 在这项研讨中，作者试图研讨ALK交融癌卵白在细胞中的定位，而且将最初的研讨重点放在EML4-ALK变体1上。起首，作者应用患者起源的癌细胞H3112（其内源性表白EML4-ALK变异体）进行免疫荧光检测，证明了EML4-ALK定位于细胞质中的点状构造，而非细胞膜。之后，作者通过在表白携带FLAG标签的EML4-ALK的Beas2B细胞中进行成像阐发而验证了上述发现。然后，作者使用一系列成熟的细胞学检测伎俩研讨了EML4-ALK的生物物理个性。研讨发现，EML4-ALK颗粒不是复杂，均质的液滴：1）在活细胞成像的光阴窗口内未察看到裂变或交融变乱，而且年夜多半颗粒在己二醇处置后仍旧存在，这与DCP1B标志的液状P-小体分歧；2）超分辩率显微成像成果显示， EML4-ALK颗粒表示出多孔和曲线形态，而不是液滴所具有的滑腻和球形的外观特征；3）光漂白的荧光复原成像（FRAP）成果显示，颗粒与颗粒之间的四周细胞质之间存在异质性的EML4-ALK互换征象，1分钟内的中位收受接管效率为10％，此中部门颗粒的收受接管率最高为40％ 。上述成果标明，EML4-ALK造成了全新的胞浆卵白颗粒，而且表示出了极高的异质性，固体状的个性比液体状的个性更为广泛。

进一步，作者通过成像伎俩发现EML4-ALK无膜细胞质卵白颗粒可能在原位召募RAS激活复合物GRB2 / SOS1 / GAB1，而且可能激活上游的RAS旌旗灯号。在此根底上，作者发现当这一无膜复合体具有高度有序特征时，其在不依赖细胞膜构造的环境下依然可能激活上游的RAS/MAPK，而低有序度的卵白复合体则不具有上述才能。

综上，作者通过一系列精美的设计以及高分辩率成像试验，发现了由RTK造成的全新细胞内卵白质颗粒构造，并树立了界说RTK癌卵白造成无膜卵白颗粒的构造规定。该发现提醒了无膜的、高有序度胞质卵白契合体是致癌RTK和RAS旌旗灯号传导的共同亚细胞平台。（100医药网 100yiyao.com）

原始出处：Asmin Tulpule, Juan Guan, Dana S. Neel et al., Cell (2021) DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.031