Rab11与Rab35在细胞分裂完成中的独特贡献及其在癌症细胞分裂中的调控机制

本研究聚焦Rab11和Rab35在细胞分裂后期的关键作用，通过系统比较这两种Rab GTPases在癌细胞分裂中的功能差异。研究人员采用RNAi和shRNA干扰技术，结合荧光显微成像和蛋白质分析，揭示了Rab11亚型（Rab11a/Rab11b）与Rab35在细胞分裂不同阶段的特异性功能：Rab11主要调控后期分裂沟的内陷，而Rab35主导胞质分裂末期的膜分离。研究发现二者通过不同途径清除细胞间桥（ICB）的F-肌动蛋白（F-actin），且功能不可相互替代，为理解细胞分裂异常导致的肿瘤发生提供了新视角。论文发表于《Biological Research》。

　　

在生命的基本过程中，细胞分裂如同精密的舞蹈，每一个步骤都需要分子机器完美配合。当这场舞蹈出现失误时，细胞可能会变成"连体婴"——无法正常分离形成多核细胞，这种异常与癌症发生密切相关。在这场分裂大戏的终章，Rab GTPases家族的两个明星成员Rab11和Rab35扮演着关键角色，它们像交通警察一样指挥着膜运输系统，确保分裂最后阶段的顺利完成。然而科学界一直存在疑问：这两个看似功能相似的蛋白质，在癌细胞分裂中究竟如何分工协作？是否存在相互替代的"备胎机制"？这些问题对于理解肿瘤发生机制至关重要。

为解答这些疑问，Paulius Gibiea团队采用RNA干扰（RNAi）和shRNA稳定敲低技术，结合高分辨率荧光显微成像和蛋白质印迹分析，系统研究了Rab11a、Rab11b和Rab35在HeLa癌细胞分裂中的功能。研究特别关注这些蛋白质在细胞分裂后期（从后期到胞质分裂完成）的动态变化和功能差异。

研究首先发现Rab11亚型之间存在有趣的"共生关系"——敲低Rab11a会导致Rab11b蛋白水平下降28.1%，反之亦然。这种相互依赖关系在Rab11与Rab35之间却并不明显。通过多核化实验，研究人员观察到Rab11a或Rab11b敲低使异常核形态细胞比例从对照组的9.9%升至约21%，而Rab35敲低影响较小。有趣的是，同时敲低三个基因并未产生叠加效应，暗示它们可能作用于同一通路的不同环节。

深入分析细胞分裂进程发现，Rab35敲低导致3.5%细胞停滞在末期，是对照组的4倍多，而Rab11敲低影响较小。这表明Rab35在分裂终末阶段更为关键。通过测量细胞间桥（ICB）的F-肌动蛋白积累，研究揭示Rab11b和Rab35敲低导致ICB处F-actin显著堆积（分别增加54%和123%），阻碍正常分离。值得注意的是，过表达Rab11a能完全挽救Rab11a敲低导致的缺陷，而过表达Rab35仅部分挽救，证实二者功能不可完全互换。

研究最终描绘出Rab11和Rab35在细胞分裂中的分工图谱：Rab11亚型主要调控分裂沟形成阶段的膜运输，而Rab35主导末期F-actin清除和膜分离。这种精细分工的破坏会导致F-actin在ICB异常积累，阻碍正常分裂完成，可能是癌细胞多倍化和基因组不稳定的重要机制。该研究不仅深化了对细胞分裂分子机制的理解，也为靶向细胞分裂的癌症治疗策略提供了新思路。