研究，ANKFY1-ATG2介導內體到自噬小體脂質運輸的新機制

巨自噬（以下稱“自噬”）是細胞內重要降解途徑，用以維持細胞生存和正常生理功能，其中自噬體是執行該過程的關鍵細胞器。在自噬體的生成過程中，細胞內首先會形成一個扁平膜結構，被稱為“phagophore”，接著該膜結構會逐漸延展，包裹待降解的底物后封閉形成自噬體。最后自噬體與溶酶體發生融合，自噬體內的底物被降解，供細胞回收利用。

據估計，細胞自噬過程中需要動員數百萬個脂質分子用于自噬體的延伸。到目前為止，關于自噬體膜延伸的脂質傳遞機制，有三種較為廣泛接受的理論：囊泡介導的脂質傳遞、來自已存在的細胞器的膜外推，以及蛋白介導的脂質運輸。在蛋白介導的脂質轉運模型中，脂質轉運蛋白介導延伸中的自噬體膜結構和其他細胞器之間脂質轉運。ATG2作為細胞自噬過程中被研究最多的脂質轉運蛋白，被認為在自噬體形成的早期階段促進了來自內質網和正在生長的自噬體間的脂質轉運。其中，ATG2通過自噬體上的PI3P效應蛋白WIPI4的相互作用而被穩定的固定在自噬體膜結構上，這種穩定的結合有助于促進ATG2行使其脂質轉運功能。細胞內許多不同的細胞器被認為是支持自噬體生長的膜來源，但目前還不清楚 ATG2 是否可以將脂質從內質網以外的其他細胞器轉運到自噬體膜結構。

4月16日，上海交通大學醫學院病理生理學系鐘清、留筱廈課題組在Cell Discovery在線發表題為ANKFY1 bridges ATG2A-mediated lipid transfer from endosomes to phagophores的研究論文，發現ANKFY1可以將ATG2A錨定在內體上，協助ATG2A轉運內體上的脂質到自噬小體上，從而促進自噬體的膜延伸，闡明了ATG2A作為脂質轉運過程中的關鍵蛋白介導內體與自噬體間脂質轉運的分子機制，為內體作為自噬體膜來源提供有力證據。

在這項研究中，研究團隊通過基于ATG2A的級聯親和純化，鑒定到ATG2A相互作用蛋白ANKFY1（含有Ankyrin重復和FYVE結構蛋白1），發現在自噬誘導下細胞內一部分ANKFY1與ATG2A共定位于在內體和自噬小體之間。隨著ANKFY1的耗竭，細胞內自噬體膜結構延伸障礙，且自噬通量受阻，這與ATG2A/B的耗竭表型相似，猜測ANKFY1參與ATG2介導的脂質轉運過程。為了證明這個猜測，研究團隊構建了Halo-LC3穩定細胞系，通過熒光標記的不可透膜（MIL）和可穿透膜（MPL）的Halo tag配體，分別對可進入細胞質的和被自噬體隔離的HT-LC3進行順序標記，在細胞內特異性的檢測自噬小體、新生成的自噬體以及成熟自噬體結構，以此指征細胞內不同狀態的自噬體。基于該實驗并結合透射電鏡結果，研究人員發現ANKFY1的耗竭會影響自噬體的生長和閉合。

為了更進一步探究ANKFY1在ATG2介導的脂質轉運過程中的功能，研究團隊嘗試生化重建脂質轉運這一生物學過程，在體外建立了基于FRET（熒光共振能量轉移）的脂質轉運體系-Lipid transfer assay。利用該體系并結合蛋白-脂質體共漂浮實驗和動態光散射技術，研究人員發現ANKFY1可以通過其FYVE結構域結合富含PI3P的脂質體，幫助ATG2A錨定在膜表面，并促進ATG2在包含PI3P的脂質體間傳輸脂質。

最后，研究團隊發現細胞內ANKFY1耗竭導致自噬體上PI3P含量下降，與ATG2耗竭或UVRAG（介導內體PI3P生成）耗竭的表型一致。這些數據表明，在自噬激活時，ATG2與ANKFY1可能將PI3P脂質從內體轉移到自噬體膜結構上。

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