脂质代谢相关自噬蛋白ATG2和ATG9通过双囊体生成及细胞脂质组调节来控制细胞外囊泡的分泌

《Nature Communications》：Lipid-manager autophagy proteins ATG2 and ATG9 regulate extracellular vesicle secretion via amphisome biogenesis and cell lipidome modulation

　　

摘要

自噬与内吞转运过程相互关联，共同调控细胞外囊泡的生成，但上游的脂质处理相关自噬蛋白如何影响这种相互作用目前尚不清楚。本研究发现，自噬相关的脂质供应蛋白ATG9A和ATG2A/B通过促进双囊体形成并调控细胞内的脂质组成，从而抑制小尺寸细胞外囊泡的分泌。在细胞中缺失ATG9A或ATG2A/B会导致自噬体无法正常生成，进而使得富含CD63的小尺寸细胞外囊泡分泌增加，同时多囊泡内体中会出现腔内囊泡的积累。在溶酶体功能被抑制的情况下，野生型细胞会释放带有LC3及自噬货物受体的细胞外囊泡，而缺乏ATG9A或ATG2A/B的细胞虽然会过度分泌细胞外囊泡，但却无法装载LC3或典型的货物受体，这说明双囊体介导的囊泡输出过程受到了阻碍。蛋白质组学分析显示，来自缺乏ATG9A或ATG2A/B的细胞的细胞外囊泡中，自噬受体和铁蛋白吞噬相关因子含量减少，而RNA结合蛋白以及内体转运调控因子的含量则有所增加。全细胞脂质组学分析则揭示了细胞脂质组的显著变化：神经酰胺和中性脂质含量上升，磷脂比例发生改变，脂质代谢相关酶的基因表达也发生了调整；而抑制中性鞘磷脂酶则能使细胞外囊泡的分泌恢复正常。这些研究结果表明，ATG9A和ATG2A/B是依赖脂质的调控因子，它们负责连接自噬体与双囊体的形成，进而调控降解性自噬与外泌体介导的分泌过程之间的膜分隔。