内质网-内体接触位点通过局部钙信号和相分离促进自噬体形成的机制研究

本研究揭示了内质网(ER)与内体(endosome)接触位点(EERCSs)在营养胁迫下通过Rab5/Rab11动态锚定、局部Ca2+释放和Sec16A相分离，形成纳米囊泡并依赖Rab3a-RAB3GAP1/2机制启动自噬体形成的分子机制。研究人员通过分选连接蛋白SNX1调控内体亚型转换，发现KTN1介导的膜接触可创造受限微环境，为理解自噬起始的时空协调提供新视角。该成果发表于《Cell Reports》，为代谢疾病和神经退行性病变提供潜在干预靶点。

　　

细胞在应对营养缺乏等应激时，自噬过程扮演着至关重要的"清道夫"角色。这一过程始于被称为吞噬泡(phagophore)的双层膜结构形成，但其膜来源一直存在争议——传统观点认为主要源于内质网(ER)的omegasome亚区，而新近证据提示循环内体(recycling endosome)可能贡献膜成分。这种分歧暗示着不同细胞器间可能存在精妙的协作机制，但具体如何协调仍属未解之谜。

巴黎西岱大学(Université Paris Cité)的Juliane Da Graca团队在《Cell Reports》发表的研究，首次系统揭示了内质网-内体接触位点(EERCSs)作为自噬体形成枢纽的动态调控机制。通过多学科技术手段，研究人员发现营养胁迫会触发Rab5和Rab11内体依次锚定于ER出口位点(ERESs)，形成特殊的"豆形"膜接触结构。这种时空精确的膜重组创造了局部微环境，通过KTN1介导的膜栓系、TPC1-ITPR1/3调控的钙瞬变以及Sec16A相分离，最终驱动Rab3a阳性纳米囊泡融合形成吞噬泡。

研究主要采用四种关键技术：1) 分选连接蛋白SNX1的基因沉默揭示内体亚型转换机制；2) 分裂TurboID邻近标记技术解析EERCS蛋白质组；3) GCamp6f-Cyb5钙探针实时监测局部Ca²⁺波动；4) 冷冻电镜捕捉ER-内体界面纳米囊泡动态。这些方法有机结合，实现了从纳米尺度膜动态到宏观自噬表型的多维度解析。

ER-endosome contacts precede and dictate the site of phagophore formation

活细胞成像显示，饥饿15分钟内EEA1⁺早期内体与VMP1⁺ER的接触频率增加2倍，80%的DFCP1(omegasome标记物)形成事件由EERCSs触发。通过人工稳定FRB-FKBP锚定系统证实，EERCSs的动态解离是自噬体成熟必要条件。

Identification of the starvation-specific endosome-ER contactome

分裂TurboID筛选发现KTN1是EERCSs关键栓系蛋白，其缺失使饥饿诱导的接触增加效应消失。质谱分析揭示ITPR1/3钙通道和RAB3GAP1/2共同富集于接触位点。

EERCSs support local and confined calcium release in response to starvation

GCamp6f-Cyb5探针显示EERCSs界面Ca²⁺浓度较周围ER高25%，该现象依赖内体TPC1通道激活ER膜ITPR1/3。钙螯合剂BAPTA-AM处理可完全抑制自噬标志物LC3-II聚集。

EERCSs favor a Ca²⁺-dependent phase transition and phagophore formation at ERESs

Sec16A在EERCSs处发生液-液相分离(LLPS)，其荧光恢复速率(FRAP)在饥饿条件下提升40%。温度敏感实验证实，37℃时与内体接触的Sec16A凝聚体体积增大，1,6-己二醇处理可逆转该效应。

Phagophore formation at EERCSs requires the recruitment of Rab3/RAB3GAP machinery

电镜观察到RAB3GAP1/2敲除细胞在ER-内体界面积累电子致密物质，而Rab3a缺失则导致该结构完全消失。时序分析显示Rab3a斑点先于Ca²⁺爆发出现，且与ATG9囊泡共定位率在饥饿时增加3倍。

这项研究建立了细胞器互作调控自噬起始的新范式：营养胁迫通过SNX1介导的内体亚型转换，将Rab5⁺/Rab11⁺内体动态锚定于ERESs，形成KTN1依赖的膜接触平台。局部微环境促使Ca²⁺依赖的Sec16A相分离，进而通过Rab3a-RAB3GAP1/2调控纳米囊泡融合，最终完成吞噬泡的成核。该发现不仅解决了自噬体膜来源的学术争议，更为溶酶体贮积症和神经退行性疾病等膜动态异常相关疾病提供了VMP1-KTN1-Rab3a等潜在干预靶点。研究揭示的"膜接触-相分离-囊泡融合"三级调控机制，可能普遍存在于其他应激响应过程中。