Directional membrane transportation in polarized epithelial cells plays an important role in development and organ homeostasis. Epithelial cellular transport involves dynamic interactions among endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, mitochondria and plasma membranes. However, the molecular mechanisms underlying the aforementioned dynamics remain elusive. Our laboratory has been engaged in polarized secretion in gastric parietal cells over a long period of time and uncovered an important regulator underlying dynamic interactions between tubulovesicular membranes and plasma membrane. ACAP4 is a GTPase-activating protein of ARF6 and regulates apical trafficking of H,K-ATPase and intrinsic factor. Our latest study suggested that ACAP4 regulates biogenesis of tubulovesicle and its interaction with apical plasma membrane in addition to homotypic vesicle fusion. This application aims to consolidate biochemical characterization, cell biological phenotyping with high-resolution of spectral imaging technology to model tubulovesicular membrane dynamics and its interaction with plasma membrane. The specific aims include the evaluation of the role of MST4-ACAP4-Acapin signaling axis in apical trafficking of H,K-ATPase, role of Helicobacter pylori in the post-translational modifications of ACAP4 and its relation to pathogenesis of atrophic gastritis.
极化上皮细胞定向转运在个体发育与器官稳态维系过程中起重要作用。上皮细胞转运涉及内质网、高尔基体、线粒体、囊泡及细胞质膜等一系列动态互作反应,但其分子调控机制至今不甚清晰。ACAP4是我们实验室发现与鉴定的ARF6小GTP酶的重要调控蛋白,其在胃壁细胞质子泵与内因子的定向转运过程中起重要作用。我们最新的研究提示:ACAP4调节含质子泵囊泡的形成、组胺刺激胃酸分泌过程中同源囊泡的融合、管状囊泡与壁细胞顶膜的互作及质子泵在顶膜的锚定与胃酸分泌。本项目拟综合利用生物化学、细胞生物学、高分辨细胞器动态光谱成像技术与类器官模型体系,系统研究MST4-ACAP4-Acapin信号轴调控管状囊泡形成、定向转运及其与质膜互作的机制,并阐明幽门螺旋杆菌介导ACAP4翻译后异常修饰在胃壁细胞退行性疾病如萎缩性胃炎发生与发展中的病理机制。
细胞是生命活动的最基本单元,细胞通过动态分布与功能各异的胞内区室——细胞器调控生物化学反应的精准性与鲁棒性,决定细胞的可塑性与命运抉择。聚焦上皮细胞分泌过程的细胞器互作机制与功能,通过本项目的实施,我们建立了基于类器官的实时细胞器互作动力学研究新模式,发掘了ACAP4介导的细胞器互作识别与调控蛋白,阐明了ACAP4调控细胞器与细胞质膜互作动态性调控的分子机制,解析了ACAP4 介导的囊泡定向运输对胃壁细胞酸分泌的功能调控机制,发现了蛋白质相分离在胃上皮细胞更新质量控制中的新功能,并发掘了靶向ACAP4介导的幽门螺杆菌感染的小分子抑制剂,本项目研究成果发表后获得期刊Nature Cell Biol, Nature Chem Biol, Cell Res评述,并入选重大研究计划2022年度集成项目,为下一阶段的集成攻关与转化应用研究奠定了坚实的基础。
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数据更新时间:2023-05-31
基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究
基于细胞/细胞外囊泡的药物递送系统研究进展
连作马铃薯根系分泌物鉴定及其对尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)的作用
考虑故障处理过程信息系统连通性和准确性的配电网可靠性评估
高光谱图谱融合检测羊肉中饱和脂肪酸含量
新细胞器迁移体通过其内含小囊泡参与细胞器互作网络的分子机制
微丝骨架调节植物细胞分泌囊泡与质膜融合机制的研究
质膜囊泡结构及其在信号传递中的作用
质膜下肌动蛋白聚合触发囊泡-质膜半融合(hemifusion)形成的机制研究