真核细胞非经典蛋白分泌途径

在生物体中,细胞间的信息传递是细胞生长、分化、发育、增殖、凋亡等生命活动的基本保证,而蛋白分泌是细胞间信息传递的重要方式。大多数分泌蛋白都是通过内质网-高尔基体(ER-Golgi)途径分泌的。然而越来越多的研究表明,存在着一类无信号肽的分泌蛋白,这类蛋白不依赖ER-Golgi途径就能分泌到细胞外发挥功能,被称为非经典分泌蛋白。非经典蛋白的分泌有其特有的机制,它对ER-Golgi分泌途径是一种必要和有益的补充。非经典分泌与细胞增殖、免疫反应、肿瘤形成、传染病病理学等密切相关。文章旨在对非经典分泌蛋白的特点、分泌机制及生物学意义进行概述。

非经典分泌蛋白研究进展

在哺乳动物中,绝大多数细胞外蛋白的分泌是通过内质网/高尔基体依赖的分泌途径,也称作经典分泌途径来实现的。但是越来越多的细胞外蛋白被发现不依赖内质网/高尔基体分泌途径却可以分泌到细胞外。这些非经典分泌蛋白是生命过程中的重要分子,对分析和解决生物医学问题具有重要意义。

蛋白质分泌途径的拓展认识——由一道模考题引发的思考

蛋白质分泌是细胞间通信和生物功能实现的重要过程。尽管经典的内质网-高尔基体途径被广泛研究,但近年来蛋白质的非经典分泌途径逐渐被人们发现,并受到重视。以一道模考试题为例,综述了蛋白质的经典分泌过程和非经典分泌过程。

带有人红细胞生成素信号肽序列的IL-1β基因在HepG2细胞中的表达

目的构建由经典分泌途径和非经典途径表达人IL-1β的慢病毒载体,制备慢病毒后,感染HepG2肝癌细胞,比较肝癌细胞中IL-1β表达的水平。方法分别以表达人IL-1β前体蛋白基因和人红细胞生成素(EPO)信号肽序列与IL-1β成熟蛋白融合基因的pIRES2-EGFP-proIL-1β和pIRES2-EGFP-epoIL-1β质粒为模板,PCR扩增获得人IL-1β全长基因和含有EPO信号肽与IL-1β成熟蛋白融合基因的序列,将其分别克隆入pLenti6/V5慢病毒载体中,构建由非经典途径和经典途径分泌IL-1β的pLenti6/V5-proIL-1β和pLenti6/V5-epoIL-1β慢病毒表达载体。利用三质粒包装体系在HEK293T细胞中包装生产慢病毒,随后感染HepG2肝癌细胞,双抗体夹心ELISA和Western blot法检测细胞质和培养上清中IL-1β的表达水平。结果构建了含有人IL-1β全长基因和含有EPO信号肽与IL-1β成熟蛋白融合基因的pLenti6/V5-proIL-1β和pLenti6/V5-epoIL-1β慢病毒载体,经双酶切和DNA测序证实与基因库中登录的人IL-1β以及EPO信号肽序列一致。利用三质粒系统包装制备经不同途径表达IL-1β的慢病毒,研究证实经由2条不同途径分泌表达人IL-1β的慢病毒感染HepG2细胞后,与转染空载体的对照细胞相比,细胞培养液上清和胞质中IL-1β的水平均显著升高(P<0.01),其中HepG2/epoIL-1β细胞培养液上清中成熟蛋白IL-1β的水平明显高于HepG2/proIL-1β细胞,而胞质中总IL-1β的水平HepG2/proIL-1β高于HepG2/epoIL-1β。结论构建的带有EPO信号肽序列的IL-1β基因的慢病毒载体,在HepG2细胞表达后,分泌成熟IL-1β的水平明显高于非经典途径分泌的表达载体。