磷脂酶D1和磷脂酸是多泡内体融合和外泌体分泌所必需的Phospholipase D1 and Phosphatidic Acid are required for MVE Fusion and Exosome Secretion | bioRxiv

环球医讯 / 外泌体知识来源:www.biorxiv.org美国 - 英语2026-01-26 04:10:13 - 阅读时长2分钟 - 676字
本研究揭示了磷脂酶D1(PLD1)及其催化产物磷脂酸(PA)在多泡内体(MVE)与质膜融合及外泌体分泌过程中的关键调控机制。通过免疫荧光和全内反射荧光显微镜技术,研究人员在A549细胞中追踪发现PLD1定位于CD63阳性MVE的访问、停靠和融合全过程;PLD1抑制或敲低显著降低MVE融合频率和小细胞外囊泡分泌量,仅轻微影响质膜囊泡可用性,同时增加膜近端溶酶体数量,表明融合障碍导致MVE转向降解途径。研究还阐明PA动态呈阶段特异性变化:访问阶段维持低水平,停靠阶段逐渐积累,融合阶段出现尖峰后迅速消失;PA强度与CD63衰减持续时间呈正相关,而细胞质GFP无此关联,证明PA特异性调控融合孔行为和外泌体释放速率,药理学激活PLD1可增加长衰减事件比例。该发现首次证实PLD1-PA轴通过双重机制控制外泌体分泌:促进停靠到融合的转变并延长释放时间,为理解细胞间通讯的脂质调控提供了新视角。
磷脂酶D1磷脂酸多泡内体外泌体分泌细胞外囊泡膜融合降解途径融合孔分泌效率分泌动力学
磷脂酶D1和磷脂酸是多泡内体融合和外泌体分泌所必需的

摘要

细胞外囊泡(EVs)介导关键的细胞间通讯,然而调控多泡内体(MVE)与质膜融合及外泌体释放的分子机制仍不甚明了。磷脂酶D1(PLD1)产生磷脂酸(PA),这是一种参与膜重塑的脂质,但PLD1和PA在何时以及如何作用于外泌体分泌过程尚未明确。本研究中,我们利用免疫荧光和全内反射荧光显微镜(TIRFM)在A549细胞中追踪单个CD63⁺ MVE以及荧光标记的PLD1或PA报告蛋白(GFP-PASS)。PLD1在访问、停靠和融合阶段均定位于CD63⁺ MVE上。PLD1的抑制或敲低显著降低了MVE融合频率,减少了分泌的小细胞外囊泡数量,同时仅轻微降低了质膜处的囊泡可用性。PLD1抑制还增加了膜近端溶酶体的数量,表明当融合受损时,MVE被导向降解途径。同时,PA动态呈阶段特异性:在访问阶段的囊泡上PA水平保持较低,在停靠阶段逐渐积累,并在融合阶段出现急剧升高后迅速下降。已有报道称PA可稳定负曲率,并可能在融合过程中发挥作用。为测试PA是否影响融合孔行为,我们量化了单个融合事件的CD63衰减持续时间(t₁/₂)。K均值聚类分析显示,衰减持续时间较长的囊泡具有更高的PA水平,而短衰减事件则显示最小PA水平。PA强度与衰减持续时间呈正相关,而细胞质GFP则无此相关性,表明PA与外泌体释放速率之间存在特定关系。此外,PLD1的药理学激活增加了长衰减事件的比例。综上,这些发现表明PLD1生成的PA在两个层面上调控MVE命运:它促进停靠到融合的转变并延长外泌体释放时间。这揭示了一种同时控制外泌体分泌效率和动力学的基于脂质的机制。

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