中国科学院生物物理研究所王立堃团队研究揭示，内质网应激诱发的细胞未折叠蛋白响应（UPR）信号通路PERK和IRE1α能够降低溶酶体酸度，抑制MVB和溶酶体的融合，从而减少溶酶体对MVB的降解，促进小鼠黑色素瘤细胞的外泌体分泌。该研究为理解细胞应激下的物质转运提供了新视角。相关论文7月21日发表于《生物化学杂志》。
细胞通过囊泡运输实现蛋白质和脂质等物质的分泌和交流。除经典的内质网-高尔基体分泌途径外，外泌体作为一种由多囊泡体（MVB）与细胞膜融合释放的囊泡，参与细胞间物质传递。外泌体分泌受细胞应激状态调控，尤其在内质网应激条件下会明显增加，但其调控机制尚未完全明了。
团队利用毒胡萝卜素（Tg）诱导内质网应激激活UPR，发现敲除IRE1α显著减少细胞外囊泡（EVs）的分泌，而单独敲除PERK影响不明显。蛋白质组分析表明这些EVs主要来源于内吞途径，属于外泌体。敲除PERK导致IRE1α下游XBP1s蛋白上调，提示IRE1α在内质网应激时可部分补偿PERK缺失的功能。进一步使用IRE1α抑制剂KIRA8，发现抑制IRE1α时，PERK缺失才会减少外泌体分泌，表明两条通路协同促进外泌体释放。
此外，研究发现PERK缺失会提升溶酶体酸度和活性，促进MVB与溶酶体融合，加快MVB降解，抑制外泌体分泌。PERK下游转录因子ATF4通过抑制溶酶体膜上质子泵V-ATPase的组装，降低溶酶体酸化，从而调节其活性。此前团队发现胞质Ca2?可特异结合并激活PERK，受到启发后通过离子霉素提高胞质Ca2?浓度，成功激活PERK，独立于内质网应激条件诱导外泌体产生。
中国科学院生物物理研究所王立堃研究员为该论文的通讯作者，已毕业博士周仕新为论文的第一作者。该研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项以及中国科学院青年交叉团队项目的资助。
相关论文信息：https://www.jbc.org/article/S0021-9258(25)02354-3/fulltext