《The FASEB Journal》：Blockade of FGFR1 Trafficking to the Cell Surface Results in the Partial Mistargeting of the Receptor to Peroxisomes
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成纤维细胞生长因子受体1（FGFR1）是一种细胞表面受体酪氨酸激酶（RTK），参与细胞信号转导与稳态。多项研究提示，FGFR1的N-糖基化对其向细胞表面转运至关重要；糖基化缺陷型FGFR1（FGFR1.GF）滞留于细胞内质网（ER）和核膜中。研究人员近期的质谱
成纤维细胞生长因子受体1（FGFR1）是一种细胞表面受体酪氨酸激酶（RTK），参与细胞信号转导与稳态。多项研究提示，FGFR1的N-糖基化对其向细胞表面转运至关重要；糖基化缺陷型FGFR1（FGFR1.GF）滞留于细胞内质网（ER）和核膜中。研究人员近期的质谱（MS）分析将脱氢酶/还原酶2（DHRS2）鉴定为细胞内FGFR1.GF的潜在结合蛋白。本研究在DHRS2 C-末端鉴定到一段过氧化物酶体靶向信号1（PTS1），并证实DHRS2可同时靶向过氧化物酶体和线粒体。此外，敲低DHRS2可显著增加过氧化物酶体数量，提示DHRS2参与过氧化物酶体生物发生。利用邻近连接分析（PLA），研究人员确认了FGFR1.GF与DHRS2的相互作用，并发现FGFR1.GF/DHRS2复合物主要定位于过氧化物酶体。与此一致，研究在过氧化物酶体中检测到少量FGFR1.GF。综上，研究结果提示FGFR1.GF在内质网中的蓄积可导致其被靶向至过氧化物酶体，并揭示了FGFR1与DHRS2之间的相互联系及其在过氧化物酶体生物发生中的作用。
成纤维细胞生长因子受体1（FGFR1）是一种受体酪氨酸激酶（RTK），与成纤维生长因子（FGF）共同调控细胞凋亡、分化、运动等基本过程；其N-糖基化对离开分泌途径并定位于细胞表面至关重要。糖基化缺陷型FGFR1（FGFR1.GF）模拟Crouzon综合征相关FGFR2/FGFR3突变特征，因缺乏N-聚糖而滞留于内质网（ER）和核膜，呈配体非依赖性自激活。过氧化物酶体可由ER新生形成：其膜蛋白在ER插入后，以前-过氧化物酶体囊泡形式出芽并成熟。研究人员前期质谱（MS）发现DHRS2仅与SBP-FGFR1.GF共纯化，提示二者可能存在关联，因此本研究进一步追踪FGFR1.GF的命运及DHRS2在其中的作用。该论文发表于《The FASEB Journal》。
研究所用细胞系包括小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3及人骨肉瘤U2OS细胞（源自ATCC），并构建稳定表达SBP-FGFR1或SBP-FGFR1.GF的U2OS细胞系。主要方法包括质谱（MS）、邻近连接分析（PLA）、高内涵共聚焦与超高分辨显微成像、DHRS2 siRNA敲低、过氧化物酶体数量与过氧化氢酶活性测定、细胞增殖与迁移实验，以及生物膜层干涉技术（BLI）检测蛋白互作。
研究人员首先解析DHRS2的亚细胞定位。序列分析显示DHRS2 N端存在线粒体靶向序列（MTS），C端存在潜在的过氧化物酶体靶向信号1（PTS1，-TRL）。免疫荧光实验显示，野生型DHRS2主要与线粒体染料共定位，同时有少量点状信号与过氧化物酶体标志物PEX14共定位。通过构建仅保留MTS的DHRS2-mGFP-myc和仅保留PTS1的myc-mGFP-DHRS2突变体，研究证实MTS介导其进入线粒体，而C端-TRL为活性PTS1，可将其导入过氧化物酶体。因此DHRS2是一种新的线粒体-过氧化物酶体双定位蛋白。
为探讨DHRS2对细胞器数量的影响，研究人员用siRNA敲低DHRS2。敲低未改变线粒体形态，却显著增加PEX14阳性过氧化物酶体数量，并伴随过氧化物酶体分裂调控因子PEX11β蛋白水平上升。而过表达仅线粒体定位的DHRS2对过氧化物酶体数量影响甚微；过表达仅过氧化物酶体定位的DHRS2则轻微增加过氧化物酶体数目。这些结果表明DHRS2可能通过影响PEX11β而负向调控过氧化物酶体生物发生，且其亚细胞定位决定功能表现。
研究人员利用邻近连接分析（PLA）验证FGFR1.GF与DHRS2的相互作用。在稳定表达SBP-FGFR1.GF的U2OS细胞中，FGFR1.GF/DHRS2的PLA信号显著高于野生型FGFR1细胞，且该信号主要与过氧化物酶体标志物PEX14共定位，而非线粒体标志物。为检测是否为直接互作，研究采用生物膜层干涉技术（BLI）测定重组DHRS2.StrepTag与FGFR1-Fc或FGFR1-KD的结合，但未观察到明显信号；即使将FGFR1-Fc去糖基化后仍无结合。然而，向血清饥饿的NIH3T3细胞外源加入高浓度重组DHRS2可浓度依赖地诱导FGFR1磷酸化及ERK1/2活化，且该效应可被可溶性FGFR1-Fc配体陷阱阻断。据此，研究人员认为二者在过氧化物酶体中的相互作用可能依赖FGFR1胞外结构域的低亲和力结合，或需要额外的膜组分/桥接蛋白。
进一步亚细胞定位分析显示，虽然绝大多数FGFR1.GF滞留于ER，但约1%的信号以点状结构与PEX14共定位，超高分辨成像也证实这一少量共定位。PLA检测FGFR1.GF与PEX14的邻近信号不仅与过氧化物酶体膜蛋白PEX14共定位，还与ER标志物calnexin以及过氧化物酶体基质蛋白输入成熟的标志物catalase共存。这提示一小部分ER滞留的FGFR1.GF可经囊泡运输进入具有输入能力的成熟过氧化物酶体。
研究人员还比较了过表达野生型FGFR1与FGFR1.GF对过氧化物酶体数量的影响。野生型FGFR1定位于细胞表面，其过表达显著降低过氧化物酶体数量；而主要滞留于细胞内的FGFR1.GF过表达则使过氧化物酶体数量恢复至接近对照水平。两组细胞在过氧化氢酶活性、增殖能力和迁移能力方面未出现显著差异。因此，FGFR1对过氧化物酶体稳态的影响依赖于其亚细胞定位。
综上，研究人员提出：FGFR1的正常N-糖基化决定其沿分泌途径抵达细胞表面；而糖基化缺陷导致其在ER中大量蓄积，并偶尔被包装进运输过氧化物酶体膜蛋白的ER衍生囊泡，从而被递送至过氧化物酶体。这是首个报道受体酪氨酸激酶（RTK）可定位于过氧化物酶体。DHRS2作为线粒体-过氧化物酶体双定位蛋白，其敲低可促进PEX11β表达并增加过氧化物酶体数量，提示线粒体DHRS2可能通过某种未知机制抑制PEX11β。鉴于FGFR1具有促癌作用而DHRS2可能发挥抑癌功能，二者在过氧化物酶体中的功能联系为理解肿瘤代谢与亚细胞信号交叉提供了新的研究方向。
