自噬体-溶酶体介导的血小板生成素受体分泌在骨髓增殖性肿瘤中的突变特异性调控机制

【字体: 时间:2025年07月04日 来源:Leukemia 12.8

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  本研究揭示了骨髓增殖性肿瘤(MPN)不同驱动突变对血小板生成素受体(TpoR)非常规分泌通路的差异化调控机制。研究人员通过构建pH敏感型FRET探针SRAI-TpoR,首次证实TpoR可通过自噬体-溶酶体途径分泌至细胞表面,并发现JAK2 V617F突变促进该通路、CALR突变则完全阻断该通路,而TpoR W515L突变呈现部分依赖。研究明确了Rab1A在非常规分泌中的关键作用,为MPN的精准治疗提供了新靶点。

  

血小板生成素受体(TpoR)是调控造血干细胞维持和血小板生成的关键分子,其异常激活与骨髓增殖性肿瘤(MPN)的发生密切相关。虽然已知TpoR通过经典的高尔基体依赖途径分泌,但近年研究发现其在JAK2 V617F突变背景下可能通过非常规途径运输。这一现象引发了两个关键科学问题:溶酶体中的TpoR定位究竟代表降解还是分泌事件?不同MPN驱动突变如何影响TpoR的运输命运?

为解决这些问题,印度理工学院德里分校的研究团队在《Leukemia》发表了创新性研究成果。研究人员首先构建了pH敏感的FRET探针SRAI-TpoR,该探针在低pH环境中会发生不可逆的FRET淬灭。通过活细胞成像技术,他们在细胞表面检测到FRET淬灭的TpoR信号,首次直接证实了TpoR可通过低pH区室(如溶酶体)运输至细胞表面。进一步研究发现,JAK2 V617F突变显著促进TpoR通过自噬体-溶酶体途径分泌,而钙网蛋白(CALR)突变则完全阻断这一通路,TpoR W515L突变则表现出部分依赖性。机制研究表明,Rab1A是调控这一非常规分泌过程的关键分子。

研究采用了多项关键技术:pH敏感FRET探针构建与活细胞成像用于追踪TpoR运输路径;免疫荧光共定位分析结合ImageJ定量评估TpoR与细胞器标志物(LAMP1/LC3)的共定位;表面生物素化pull-down联合Endo H/PNGase F糖基化分析区分运输途径;ATG5缺陷型DU145细胞模型验证自噬体功能需求;以及Rab1A siRNA敲降实验确定运输调控机制。

主要研究结果:

  1. pH依赖的FRET证实TpoR非常规分泌
    通过SRAI-TpoR探针观察到细胞表面存在FRET淬灭信号,证明TpoR可经低pH区室运输。JAK2 V617F表达时,表面FRET淬灭信号显著增强,而溶酶体酸化抑制剂Bafilomycin A1处理则完全消除淬灭信号。

  1. JAK2 V617F促进自噬体-溶酶体途径运输
    免疫荧光显示JAK2 V617F使TpoR在LC3+自噬体的定位增加2.5倍。糖基化分析发现JAK2 V617F细胞中成熟糖基化TpoR减少,表面pull-down显示其更倾向于以高甘露糖形式存在。在ATG5缺陷细胞中恢复自噬功能后,JAK2 V617F组的TpoR表面表达显著提升。

  2. CALR突变阻断非常规分泌
    CALR del52和ins5突变使TpoR几乎完全定位于高尔基体途径,LC3+囊泡中TpoR信号降至背景水平。结构突变体H170A和Y109F/D135L实验证实,CALR突变体与TpoR的相互作用是阻断非常规分泌的关键。

  3. Rab1A调控非常规分泌
    活细胞成像显示TpoR与Rab1A囊泡高度共定位,而与Rab6共定位仅见于CALR突变背景。Rab1A敲降使JAK2 V617F组的自噬体定位TpoR减少40%,同时诱导高尔基体成熟糖基化TpoR代偿性增加。

研究结论与意义:
该研究首次系统阐明了TpoR非常规分泌通路的分子机制及其在MPN中的突变特异性调控。发现JAK2 V617F通过Rab1A依赖的自噬体-溶酶体途径促进TpoR分泌,而CALR突变则强制TpoR进入经典分泌途径,这为理解不同MPN亚型的病理差异提供了新视角。特别值得注意的是,阻断非常规分泌会引发TpoR向高尔基体途径的"逃逸",提示针对运输通路的治疗需考虑代偿机制。研究建立的SRAI-TpoR监测系统为膜受体运输研究提供了新工具,相关发现对开发MPN精准治疗策略具有重要指导价值。

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