神秘细胞器穹窿体细胞生物学作用破译

时间：2007年7月10日

来源：生物通

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桶状颗粒穹隆体(vault)的作用是细胞生物学研究领域中长期存在的一道未解之谜，囊肿性纤维化研究人员的最新发现似乎揭开了这个谜团的部分面纱。7月6日《Science》一篇文章报道，穹隆体帮助肺细胞清除细菌感染。

生物通报道：桶状颗粒穹隆体(vault)的作用是细胞生物学研究领域中长期存在的一道未解之谜，囊肿性纤维化研究人员的最新发现似乎揭开了这个谜团的部分面纱。7月6日《Science》一篇文章报道，穹隆体帮助肺细胞清除细菌感染。

穹隆体发现于大约30年前，在小鼠、人类、粘液菌等多种生命形式中普遍存在。它们与众不同的圆柱体形状，是由96个穹隆体主蛋白(major vault protein，MVP)组成的，含有未知功能的短链RNA。这些“桶片”从中间分开，就像花瓣开放和合拢一样。有研究人员推测穹隆体的作用是负责细胞内物质运输，甚至还有人推测这些颗粒“扣押”化疗药物，因为穹窿体过多的癌细胞对化疗药物产生抗性。而当研究人员研制出无MVP的小鼠时，发现这些动物没有什么异常，这些进一步增加了穹窿体的神秘性。

波士顿Brigham and Women医院微生物学家Gerald Pier之前从未听说过穹窿体，其所在的研究小组致力于研究Pseudomona aeruginosa菌偏爱感染肺纤维化患者的肺部的机制，某天在在接触过P. aeruginosa的肺上皮细胞中寻找被动员的蛋白时，“邂逅”的MVP，从此对穹窿体“另眼相看”。最初的细胞研究和之后进行的缺乏MVP的小鼠研究都证实，穹窿体蛋白某种程度上帮助上皮细胞内在化P. aeruginosa，加速清除感染的速度。比如，MVP-less小鼠与普通小鼠相比，肺部染菌后死亡率会上升3倍。

穹窿体研究专家对这个新线索很感兴趣。“这项工作毫无疑问地说明了穹窿体在肺上皮中有重要功能，”阿姆斯特丹VU大学医学院免疫学家Rik Scheper说。但他同时强调，这仍不能解释这种结构在其它类型细胞或器官中的作用。加州大学穹窿体研究专家Leonard Rome指出，简单生物如粘液菌也有穹窿体，说明其除了抗菌外还有更为基础的作用。“我希望这种（与囊肿性纤维化的关系）能够激发更多的穹窿体功能研究工作。”（生物通小粥）

穹隆体简介：
穹窿体是20世纪80年代发现的真核细胞内的一种重要的细胞器，其体积比核糖体大三倍，形似圆筒状。它在人、兔子、鸡、海胆及真菌细胞中大量存在。进入90年代中期，发现穹窿体主要化学成分是主要穹窿蛋白（MVP），每个穹窿体由96个MVP构成，MVP分子聚合为一个圆筒状结构，其内部分布有16条短RNA链。穹窿体在湿微镜下像两条花瓣相对的盛开之花，每朵花有八个瓣片，每个瓣片通过一个细钩与环状柄相接。两朵花的花瓣顶端相靠，环状柄部相背。这样结构表明，穹窿体在细胞内可以合拢或打开。其功能可能是将细胞内物质从核内通过核膜转运到胞质内；也有学者认为它的作用是帮助形成和牵扯引核糖体的大小亚基。已发现了穹窿体与癌细胞对化疗药物的耐药性有关。