ATG9A囊泡作为非经典分泌载体：揭示galectin-9分泌的自噬非依赖性机制及其在疾病中的潜在意义

本研究揭示了ATG9A（自噬相关蛋白9A）通过独立于经典自噬途径的机制调控galectin-9（半乳糖凝集素-9）的非经典分泌（UPS）。研究人员发现ATG9A囊泡作为特异性载体，依赖其N端结构域与galectin-9的双CRD（碳水化合物识别域）结合，并通过TMED10介导的装载和STX13-SNAP23-VAMP3 SNARE复合物驱动的膜融合完成分泌。该机制还调控galectin-4/8和annexin A6的分泌，但不影响IL-1β或FGF2，为免疫疾病和癌症治疗提供了新靶点。

　　

半乳糖凝集素家族蛋白在免疫调节和疾病中扮演关键角色，但其缺乏信号肽的特性使得它们必须通过非经典分泌途径（UPS）释放到细胞外。尽管galectin-9已被证实与自身免疫疾病、病毒感染和癌症密切相关，其分泌机制却长期未明。传统观点认为自噬相关蛋白ATG9A仅参与细胞自噬过程，然而这项研究彻底颠覆了这一认知——它首次揭示了ATG9A囊泡作为独立运输载体的全新功能。

来自中国科学院生物物理研究所等机构的研究团队通过多学科方法，发现ATG9A通过完全独立于经典自噬、分泌性自噬或LC3依赖性细胞外囊泡（LDELS）途径的机制，直接介导galectin-9的分泌。这一突破性成果发表于《Nature Communications》，不仅阐明了蛋白质分泌的新范式，还为靶向galectin-9的疾病治疗提供了理论依据。

研究团队运用了以下关键技术：免疫共沉淀验证蛋白互作、蛋白质酶K保护实验确认膜包裹状态、高分辨率微分离心分离囊泡组分、CRISPR-Cas9基因编辑构建敲除细胞系、流式细胞术检测膜结合蛋白，以及SNARE复合物功能缺失实验。这些方法的组合使得研究者能够从分子机制到细胞功能层面全面解析分泌途径。

ATG9A是galectin-9非常规分泌的关键调控因子
通过血清剥夺诱导分泌模型，研究人员发现ATG9A敲除显著降低galectin-9分泌，而ULK1、FIP200等经典自噬蛋白的缺失则无此效应。有趣的是，虽然LC3脂化（lipidation）对该过程必不可少，但ATG9A的作用独立于已知的LC3依赖性分泌途径（如CASM）。3-MA（PI3K抑制剂）与ATG9A敲除的叠加效应提示，分泌性自噬和ATG9A途径是两条平行机制。

ATG9A囊泡作为galectin-9的专职运输载体
蛋白质酶K保护实验显示，ATG9A缺失使galectin-9对酶解的敏感性增加，证实其依赖于ATG9A囊泡的膜保护。微分离心分析进一步发现，galectin-9与ATG9A共定位于100,000×g高速沉淀组分，而分泌性自噬标志物IL-1β则富集于25,000×g组分。当过表达RUSC2（促进ATG9A囊泡从高尔基体向质膜运输）时，galectin-9分泌增强；相反，AP-4（适配体蛋白4）敲低则抑制分泌，证明囊泡运输的时空调控对分泌至关重要。

分子互作网络的精确调控
免疫荧光和GST pull-down实验揭示，刺激条件下ATG9A与galectin-9的共定位和直接结合显著增强。功能域分析表明：ATG9A的N端（aa 1-58）是结合galectin-9的关键区域，而galectin-9必须保持双CRD完整才能实现ATG9A依赖性分泌。TMED10（跨膜emp24结构域蛋白10）作为"通道蛋白"促进galectin-9进入ATG9A囊泡——其敲除不仅减少分泌，还降低两者共定位。

SNARE复合物介导的膜融合机制
通过质膜损伤模型和细胞表面生物素化实验，研究团队锁定STX13-SNAP23-VAMP3复合物是ATG9A囊泡融合的执行者。当这些SNARE蛋白被敲除时，galectin-9滞留在ATG9A阳性囊泡内无法分泌。值得注意的是，分泌缺陷可通过表达野生型SNAP23挽救，而缺失C端9个氨基酸的突变体（SNAP23cΔ9）则无效，证明SNARE的膜锚定域不可或缺。

通路保守性与底物选择性
该机制在单核细胞THP-1中同样适用，ATG9A调控galectin-9的分泌和质膜锚定。拓展研究发现，双CRD结构的galectin-4/8和膜修复蛋白annexin A6也依赖ATG9A分泌，而单CRD的galectin-3和直接跨膜分泌的FGF2则不受影响。这种选择性提示ATG9A囊泡具有精确的"分子条形码"识别系统。

这项研究重新定义了ATG9A的生物学功能：它不仅是自噬的"脚手架"，更是UPS的"特快专列"。从机制角度看，发现了一条由ATG9A N端-TMED10-STX13/SNAP23/VAMP3构成的完整分泌轴；从医学角度看，为galectin-9相关疾病（如自身免疫病、癌症免疫逃逸）提供了新的干预靶点。特别值得注意的是，ATG9A囊泡与分泌性自噬的"双轨制"分泌模式，可能使细胞能根据环境需求灵活调控galectin-9的释放水平。未来研究可进一步探索：ATG9A囊泡的货物选择机制、在不同应激条件下的动态调控，以及其与疾病特定病理特征的关联。这些发现或将开启"非经典分泌组学"研究的新篇章。