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这篇综述聚焦四跨膜蛋白（Tetraspanins），探讨其在膜结构、分子伴侣运输方面的作用，以及对细胞外囊泡（EVs）的影响。研究发现，Tetraspanins 结构多样，影响膜形态和蛋白运输，但在 EVs 形成、功能和组成上的作用仍存争议。
引言
四跨膜蛋白是一类具有四个跨膜结构域的蛋白质家族，在哺乳动物中有 33 个成员。基因研究表明，特定的四跨膜蛋白在免疫、视觉、肾功能、受精、肌肉再生等多种生物学过程中发挥关键作用，还参与细胞内病原体感染和癌症进展的调控。
四跨膜蛋白相对较小，由 200 - 300 个氨基酸组成，且存在可变糖基化。除跨膜域外，它们还具有一些保守结构特征，如半胱氨酸残基。细胞内半胱氨酸是棕榈酰化位点，细胞外半胱氨酸则有助于两个细胞外结构域中较大结构域的特定折叠。
近期研究发现，在 CD9、CD81 等的晶体结构以及 Tspan15 的冷冻电镜结构中，四个跨膜结构域排列成两对反平行螺旋，形成锥形结构，在膜的细胞质侧汇聚，产生中央膜内腔。不过，像外周蛋白 - 2（PRPH2）和视杆外段膜蛋白 1（ROM1）等四跨膜蛋白能形成 “开放” 结构，CD81 与 CD19 结合时也会呈现开放构象，且其大细胞外环（LEL）具有显著灵活性。
四跨膜蛋白修饰并影响特定膜结构
许多四跨膜蛋白，如 CD9、CD81 等主要在细胞膜表达，而 CD63 和 Tspan6 在稳态时则主要定位于细胞内。不少四跨膜蛋白在各种膜突起中富集，例如 Tspan4 在回缩纤维和迁移体上富集，CD9 和 CD81 在病毒出芽位点存在。这些细胞结构往往具有高曲率，研究表明 Tspan4 和 CD9 能感知膜曲率并优先定位于高正曲率区域，这可能与四跨膜蛋白的锥形结构有关。
四跨膜蛋白不仅能感知曲率，还能影响膜结构的形状。改变四跨膜蛋白的表达水平或使用靶向抗体可导致膜重塑。比如，CD9 和 CD81 调节管状纳米管的数量或物质转移能力，CD9 对精子 - 卵子融合至关重要，缺失 CD9 会使卵子微绒毛变短变粗，且 CD9 晶体可诱导脂质膜产生曲率。此外，Tspan4 等还能调节迁移体的形成。
四跨膜蛋白调节伴侣蛋白的运输和亚细胞定位
许多研究通过鉴定与四跨膜蛋白相互作用的蛋白质，探讨其功能。研究发现，一些四跨膜蛋白能共同免疫沉淀相同的膜整合蛋白，并相互关联，形成 “四跨膜蛋白网络”。它们还可形成四跨膜蛋白富集的微结构域，参与膜区室化，不过许多相互作用可能是间接的。
例如，层粘连蛋白结合整合素如 α3β1、α6β1和 α6β4与四跨膜蛋白 CD151 直接相互作用。CD151 沉默会减少 α3β1整合素的内吞作用，影响其回收，还会调节 α6β1整合素与层粘连蛋白相互作用后的黏附强化过程。
在 B 淋巴细胞中，CD81 对共刺激分子 CD19 的生物合成运输至关重要。CD81 突变患者因细胞表面缺乏 CD19，体液免疫反应严重受损，在小鼠中也观察到类似现象。
ADAM10 是一种金属蛋白酶，负责多种跨膜蛋白的胞外域脱落。TspanC8 亚家族的四跨膜蛋白对 ADAM10 从内质网的有效输出及后续运输、膜区室化和底物选择性调节至关重要，且在无脊椎动物中也有类似功能。
CD63 是一种细胞内四跨膜蛋白，通过其 C 末端的 GYxxΦ（GYEVM）基序与 AP2 和 AP3 衔接蛋白相互作用，靶向晚期内体和溶酶体相关细胞器（LROs），并调节多种相互作用分子的运输。此外，Tspan7 可通过与细胞内 PDZ 蛋白 PICK1 相互作用，调节 AMPA 受体的运输。
四跨膜蛋白和细胞外囊泡
细胞分泌的细胞外囊泡（EVs）参与多种生理和病理过程，通过交换蛋白质、脂质和核酸支持细胞间通讯。EVs 主要分为外泌体和微囊泡，外泌体由多囊泡内体（MVEs）与细胞膜融合释放，微囊泡则从细胞膜直接出芽形成。
许多 EVs 携带四跨膜蛋白，如 CD9、CD81 和 CD63 常被用作 EVs 的标记物。CD63 可能更倾向于修饰外泌体，而 CD9 和 CD81 主要修饰微囊泡。
关于四跨膜蛋白在 EVs 中的作用存在多种假设，包括调节 EVs 的形成、功能特性（如摄取和融合）和组成，但目前研究结果相互矛盾。一些研究表明改变 CD9 或 CD63 的表达会影响 EVs 的释放，但其他研究未发现这种影响。例如，CD63 对 EVs 释放的影响在不同研究中结果不一，这可能与细胞背景、实验方法差异有关。
在调节 EVs 蛋白质组成方面，CD9 可促进 ectopeptidase CD10/neprilysin 的释放，CD9 或 CD82 过表达会增加 β - catenin 通过 EVs 的释放，Tspan8 可调节 E - cadherin 和整合素 α4进入 EVs。然而，研究也发现四跨膜蛋白缺失对某些蛋白质进入 EVs 的影响并不一致，可能存在功能冗余。
在调节 EVs 功能方面，Tspan8 转染可增强 EVs 与受体细胞的结合和刺激迁移能力，抗 CD9 单克隆抗体可减少 EVs 的摄取和刺激细胞迁移的能力，但 CD9 或 CD63 缺失对 EVs 内容物向受体细胞的递送影响不大。
Tspan6 因与 syntenin 相互作用而受到关注，在 HEK 293 细胞中过表达 Tspan6 可改变内体结构并增强 EVs 释放，但在乳腺癌 MCF7 细胞中却限制 EVs 释放，在其他细胞系或动物模型中结果也不一致。
四跨膜蛋白与脂质相互作用密切，如 CD81 晶体结构显示其可结合胆固醇。研究发现 Tspan6 可增加 EVs 中氧甾醇水平，CD63 影响细胞内胆固醇的运输和 EVs 中胆固醇的含量及向受体细胞的递送。
结论
四跨膜蛋白与多种细胞功能和分子相互作用相关，影响细胞膜区室化。尽管早期关于四跨膜蛋白在 EVs 形成和蛋白质组成中作用的假设受到矛盾实验数据的挑战，但近期研究表明其在 EVs 中固醇的运输和组织方面可能有作用，为研究四跨膜蛋白对 EVs 脂质组成的影响开辟了新途径。
展望
许多细胞释放的 EVs 常携带 CD9、CD81 和 CD63 等四跨膜蛋白，但并非所有 EVs 都有。四跨膜蛋白调节伴侣蛋白运输和影响膜结构的能力，暗示其在 EVs 形成或蛋白质组成中的作用，但目前结果矛盾。未来研究可分析不同亚型的 EVs，进一步确认四跨膜蛋白对 EVs 脂质组成或组织的影响。
