新型报告系统揭示冷与渗透应激响应的分子机制

本研究针对高等真核生物中冷应激（25-33°C）与渗透应激的分子机制尚不明确的问题，开发了基于诱导易位捕获技术（ITT）的新型报告系统。研究人员通过融合LexA DNA结合域（LexA DB）、转录激活域（TA）与LRRC45/CCDC91片段，成功构建了可特异性检测冷或渗透应激信号通路的报告工具，揭示了LRRC45的158个氨基酸片段对双应激响应、而209个氨基酸片段及CCDC91仅响应冷应激的差异化机制。这些系统为解析应激信号转导提供了新工具，相关质粒已存入Addgene（#240067-240069）。

　　

当人体温度跌破27°C时，致命的神经肌肉与心血管损伤便会发生。尽管已知TRP家族（如TRPC5）在感觉神经元中感知寒冷，但其他细胞类型的冷应激响应机制仍是谜团。与此同时，渗透压变化如何触发细胞信号传导也缺乏有效研究工具。面对这些挑战，日本弘前大学的研究团队在《Biology Methods and Protocols》发表论文，开发了两种新型报告系统，为揭示这些应激反应的分子机制提供了关键突破口。

研究团队采用诱导易位捕获（ITT）技术，将LexA DNA结合域（LexA DB）与转录激活域（TA）融合LRRC45或CCDC91的特定片段，构建了应激响应报告系统。通过流式细胞术筛选经冷（25°C）或渗透（0.5 M山梨醇）刺激的Ba/F3细胞，发现LRRC45的C端158氨基酸片段能同时响应两种应激，而209氨基酸片段和CCDC91的198氨基酸片段仅对冷应激敏感。这些差异提示应激信号通路存在共享与特异组分。

LRRC45：双功能应激感应器

研究发现LRRC45的158氨基酸片段（含亮氨酸重复序列）能显著激活报告基因，而209氨基酸片段则产生高背景信号且丧失渗透应激响应性。该蛋白已知参与中心体凝聚和纤毛形成，其磷酸化状态可能影响核质穿梭。

CCDC91：冷应激特异性标记
CCDC91的198氨基酸片段（含卷曲螺旋域）对冷应激表现出选择性响应。该蛋白在跨高尔基体膜运输中起关键作用，其应激响应特性可能与囊泡运输重编程有关。

研究结论指出，这些报告系统能区分冷/渗透应激的特异与共享通路，为后续CRISPR筛选等研究提供工具。局限性在于尚未阐明LRRC45和CCDC91如何被应激激活，这将是未来研究方向。该工作由Hodaka Fujii团队完成，质粒资源已开放获取，推动应激生物学领域的探索。