癌细胞膜损伤修复机制

质膜塑造并保护真核细胞免受周围环境的影响，对细胞生命至关重要。尽管重新密封受损膜的初始修复机制已经很好地建立，但关于细胞如何在重建受损膜后恢复体内平衡知之甚少。今年7月发表于《SCIENCE ADVANCES》的一篇研究表明，细胞通过激活与巨胞饮作用相关的蛋白质来响应质膜损伤，特别是在受损的膜上。在膜重新密封之后，细胞形成源自修复部位的、LC3B蛋白阳性的胞吞小体。此过程独立于 ULK1、ATG13 和 WIPI2，但依赖于 ATG7、p62 和 Rubicon。内化的胞吞小体在细胞质中收缩，可能是通过渗透排出，并最终与溶酶体融合。这是一种与非经典自噬相结合的巨胞饮作用，研究者将其称为 LC3 相关巨胞饮作用 (LAM)，其功能是从质膜上去除受损物质并在损伤时恢复膜的完整性。接下来我们来看一下具体研究方法及结果：

一、       LC3 阳性囊泡在质膜损伤后在修复部位积聚

用激光照射癌细胞MCF7，致使细胞膜上形成小孔。使用膜不可渗透的 FM1-43 染料测量膜完整性，发现在Ca ²⁺存在下，细胞能够在 20 到 30s内修复它们的质膜(Fig. 1, A and B, left)；在缺乏 Ca ²⁺ 的培养基中受损的细胞无法修复并继续吸收细胞不可渗透的染料(Fig. 1B,right)。

使用稳定表达融合蛋白增强型绿色荧光蛋白 (eGFP)-LC3的MCF7细胞研究激光照射后自噬是否参与该过程，结果显示， LC3 阳性点在损伤后大约 8 -10 min开始在修复部位形成（Fig.  1C）；在未损伤区域中 LC3 阳性点未增加（Fig. 1D）；LC3依赖于 ATG7（Fig.  1E-H）。

       进一步研究发现，膜损伤后形成了两个不同的囊泡池。较大的囊泡较早从质膜形成， Rab5、EEA1（早期内吞作用）、肌动蛋白、Rab35 呈阳性， LC3 偶尔呈阳性。相比之下，后来形成的囊泡较小且 LC3 呈阳性，最终出现在靠近 Rab5 阳性囊泡的位置。

二、       内化囊泡通过渗透作用在细胞质中收缩，与溶酶体融合

GFP-Rab35 、 RFP-Rab5 转染MCF7，研究胞吞小体的“行动轨迹”。胞吞小体囊泡移动至细胞质，在细胞质中收缩成小囊泡，最后与溶酶体融合。

三、       巨胞饮由质膜完整性触发

实验表明巨胞饮作用在损伤后被激活，需要重组，从而保持质膜的完整性。 此外，LC3 囊泡形成是响应囊泡内化而触发。

四、       Rubicon 定位于胞吞小体的界膜，是 LC3 积累所必需的