来自比勒费尔德大学和莱布尼茨分子药理学研究所 (FMP) 的国际研究团队揭示了一个此前未知的人类细胞调控机制。他们首次展示了关键分子开关如何控制细胞的“回收中心”。这一发现发表在《自然通讯》上，为理解癌症和神经退行性疾病提供了重要见解。
溶酶体是细胞和器官（包括大脑）代谢的控制中心。它们将缺陷蛋白质和其他大分子分解为基本构件。同时，它们决定细胞是生长还是切换到节能模式。因此，它们在健康和疾病中扮演着关键角色。
由比勒费尔德大学的 Markus Damme 教授和莱布尼茨分子药理学研究所 (FMP) 主任 Volker Haucke 教授领导的研究团队现已共同阐明这一调控的关键机制。
“我们首次展示了何种蛋白质关闭了中央运输开关 ARL8B，”生物化学家 Markus Damme 说道，他近期从基尔大学调入比勒费尔德大学。“这让我们更好地理解了细胞如何空间组织其回收中心——或者更具体地说，其可持续性中心——并使其适应营养缺乏，”该研究的共同最后作者 Volker Haucke 教授补充道。
这项工作的核心是蛋白质 ARL8B，由 Volker Haucke 教授在柏林和 Markus Damme 教授在比勒费尔德领导的团队，以及基尔克里斯蒂安-阿尔布雷希特大学 (CAU) 的研究人员密切合作完成。ARL8B 就像一个启动器：当激活时，溶酶体沿着细胞内的微管轨道网络移动到细胞外周，在那里促进生长过程。然而，直到现在，尚不清楚这个开关如何被关闭。
一个新发现的对应物
比勒费尔德的研究人员确定了蛋白质 TBC1D9B 是关键“关闭开关”。TBC1D9B 与溶酶体膜蛋白 TMEM55B 结合，并特异性地失活 ARL8B。专家称之为 GAP 功能（GTPase 激活蛋白），一种将分子开关恢复到非活性状态的机制。
“当 TBC1D9B 或其搭档 TMEM55B 缺失时，溶酶体失去有序定位，会在细胞中不受控制地扩散，”来自基尔 CAU 的博士生、共同第一作者 Valentin Duhay 解释道。这种情况在营养缺乏时变得尤为严重。“正常情况下，溶酶体此时会向细胞中心移动，并增强降解过程——即所谓的自噬，一种细胞自我清洁。没有新发现的调控因子，这种适应就无法进行，”FMP 研究员、共同第一作者田苗苗博士补充道。
对医学和社会的意义
该研究结合了最先进的蛋白质组学、基因组编辑和高分辨率显微镜，以前所未有的细节证明，溶酶体的功能不仅取决于其存在，还取决于其精确定位。
溶酶体功能障碍在阿尔茨海默病、帕金森病、遗传性代谢贮积症和癌症中扮演关键角色。当溶酶体在调控和回收功能上受损时，有害的蛋白质沉积物（例如在大脑中）会积累，或者肿瘤细胞利用这些系统促进自身生长。
“我们的发现为 ARL8B 的调控提供了缺失的拼图。这一发现开辟了专门影响病理过程（如肿瘤生长）的新途径，”Markus Damme 教授就此说道。Volker Haucke 教授补充道：“通过特异性地干预溶酶体的信号传导过程，我们或许可以使神经细胞更具韧性，从而预防或延缓痴呆症，或者激活同样依赖 ARL8 的免疫细胞，以更有效地对抗病毒或细菌。”
发表详情
Valentin Duhay 等人，Control of lysosome function by the GTPase-activating protein TBC1D9B and its binding partner TMEM55B, 《自然通讯》(2026)。DOI: 10.1038/s41467-026-70345-y
期刊信息： 《自然通讯》
关键概念： 细胞生物学，生物分子与亚细胞过程，细胞组织、生理学与动力学，亚细胞结构
提供方： 比勒费尔德大学
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