PI(3,5)P2与小分子激动剂调控TRPML2通道活性影响内体囊泡动力学的机制研究及其在抗真菌免疫中的意义

本研究针对TRPML2离子通道在Rab4+循环内体中的定位与功能机制这一关键科学问题，通过电生理记录、分子对接和活细胞成像等技术，首次揭示PI(3,5)P2通过Arg310残基门控TRPML2的分子机制，发现小分子激动剂ML2-SA1/SA2可绕过脂质调控恢复突变体功能。研究阐明TRPML2-Rab4功能偶联调控囊泡运输的新范式，为真菌感染等内体运输障碍疾病提供潜在治疗靶点。

　　

在细胞内膜系统这个繁忙的"物流网络"中，内体囊泡的精准运输对免疫防御至关重要。然而，作为关键"交通调度员"的TRPML2离子通道，其在内体系统中的精确定位和调控机制长期存在认知空白。特别是在病原体入侵时，TRPML2如何通过感知磷脂信号来协调囊泡运输，这一过程既关乎基础细胞生物学理解，更与抗感染免疫治疗密切相关。

中国台湾大学的研究团队在《Biomedicine》发表的重要研究，首次绘制出TRPML2在Rab4阳性循环内体中的功能图谱。研究人员采用全内体膜片钳技术记录单通道电流，结合AlphaFold2预测的TRPML2三维结构进行分子对接，并通过荧光恢复漂白技术动态追踪囊泡运动。特别设计PI(3,5)P₂不敏感突变体R310A，结合新型小分子激动剂ML2-SA1/SA2，构建了多层次的验证体系。

2.1 磷酸肌醇异构体决定内体TRPML2通道活性
电生理实验揭示PI(3,5)P₂特异性激活TRPML2，而PI(4,5)P₂则以4.9μM IC₅₀抑制该通道。分子对接发现Arg310是关键的PI(3,5)P₂结合残基，其突变导致基础电流消失。

2.2 小分子激动剂挽救PI(3,5)P₂不敏感突变体功能
ML2-SA2可激活野生型和R310A突变体，使聚集在高尔基体的突变体囊泡重新分布。抑制剂ML-SI3则能模拟突变体的囊泡聚集表型。

2.3 TRPML2调控囊泡定位与真菌入侵防御
在白色念珠菌感染中，TRPML2敲除导致真菌内化率增加2.3倍。机制研究发现其通过抑制小窝蛋白介导的内吞途径发挥保护作用。

2.4 Rab4与TRPML2的功能互作
显性负性Rab4突变体显著降低TRPML2电流幅度，而转运蛋白回收实验显示R310A突变使快速回收率降低37%。

2.5 PI(3,5)P₂动态促进TRPML2依赖性运动
荧光漂白分析显示野生型TRPML2特异性增强Rab4囊泡亚群的 motility，K均值聚类鉴定出两个运动性差异的囊泡群体。

这项研究建立了TRPML2通道活性与Rab4内体运输的因果关系，创新性地提出"脂质-离子通道-小G蛋白"三位一体的调控模型。特别值得注意的是，研究证实小分子激动剂可绕过内源性脂质调控缺陷，这为开发抗真菌感染的新型靶向药物提供了理论依据。在膜生物学领域，该发现填补了循环内体区室离子通道调控的知识空白，其揭示的TRPML2-Rab4功能偶联机制，可能成为多种内体运输相关疾病的通用治疗靶标。