HPS6在大致密核心颗粒发生过程中的作用及机制

Polypeptides play central roles in development, behavior, and physiology. The regulated release of them depends on their inclusion within large dense-core vesicles (LDCVs). LDCVs are characterized as a class of lysosome-related organelles (LROs)，but the mechanism governing the biogenesis of them and the cytosolic machinery involved in this regulated secretory pathway (RSP) have remained poorly understood. HPS6 is a subunit of lysosome-related organelles complex-2 (BLOC-2) which is involved in the endolysosomal pathway and in the formation of LROs. Our preliminary results show that loss of HPS6 reduces the cellular content of the RSP protein, dysregulates the kinetics of single vesicle exocytosis. We hypothesize that HPS6 is likely a new regulator in the recruitment of the RSP proteins and in the biogenesis of LDCVs. In this study, we aim to evaluate the role of HPS6 in the sorting machinery during the formation of LDCV, to define the morphological and functional changes of LDCVs in HPS6 defective cells, and to explore the possible molecular and cellular mechanisms.

大致密核心颗粒（large dense-core vesicles，LDCVs）是溶酶体相关细胞器（lysosome-related organelles，LROs）的一种，受到刺激时快速释放活性多肽，调节机体生长发育、行为发展以及生理平衡和稳定。LDCV生物学发生的调控机制及调节型分泌蛋白的胞质分选机器目前并不明确。HPS6是溶酶体相关细胞器生物发生复合体-2的一个亚基，参与调控溶酶体和多种细胞特异性LROs的生物学发生，我们的前期工作发现HPS6缺陷的细胞中调节型分泌蛋白含量明显减少，且LDCV单个颗粒的分泌动力学明显改变，据此我们提出HPS6可能作为新的调控分子，介导LDCV发生过程中货物的分选和招募，进而调控LDCV的形成和功能。我们将首先分析HPS6缺陷小鼠嗜铬细胞中LDCV的分子组成、亚细胞结构及分泌功能变化，然后重点阐明HPS6调节LDCV发生的分子细胞机制。

大致密核心颗粒（large dense-core vesicles，LDCVs）是神经元及神经内分泌细胞中的一类特化细胞器，储存大量的生物活性肽及小分子物质。这些颗粒在反式高尔基体产生，经过进一步的分选和运输转变为成熟颗粒。LDCV内货物的运输和成熟过程受到多种蛋白分选机器严格的调控。HPS6是溶酶体相关细胞器（LRO）生物发生复合体-2 (BLOC-2) 的一个亚基成分，参与调控溶酶体和多种细胞特异性LROs的生物学发生，但是还不清楚HPS6是否参与LDCV的发生。. 本研究利用HPS6的缺失突变体ru小鼠和PC12细胞系探讨了HPS6在大致密核心颗粒发生和分泌过程中的作用，并对相应表型做了进一步的分子解释。本课题任务书包括两个方面的研究内容：1）确定HPS6是否在嗜铬细胞LDCV生物学发生过程中发挥作用；2）从蛋白分选的角度阐明HPS6参与LDCV发生的分子细胞机制。. 本项目取得的重要研究结果有：1）利用小鼠新鲜肾上腺组织切片发现ru小鼠嗜铬细胞LDCV儿茶酚胺分泌总量及单个LDCV的量子化分泌均减少；2）亚细胞结构观察发现ru小鼠嗜铬细胞中LDCV变小，数量不变；3）HPS6敲降后LDCV内含蛋白含量异常；4）HPS6定位在胞浆和LDCV上；5）利用TMT质谱技术，我们发现微管相关蛋白（Mapre3、Map7d3、Nebl、Tmsb4x和Myh1）和蛋白分选机器（Chmp1b、Snx33、Snx15和Rabif）的在ru小鼠肾上腺中的蛋白含量减少。. 综上所述，本研究发现HPS6在LDCV的形态发生和货物分选等环节发挥调节作用，加深了对胞内调节型分泌细胞器形成的认识，为神经内分泌疾病的致病机理研究提供重要的理论基础。.