新的荧光报告系统阐明内质网中未折叠蛋白质的积累

内质网（ER）是负责蛋白质折叠和运输的主要细胞器。内质网中的蛋白质折叠应激可导致未折叠或错误折叠的蛋白质积累，称为内质网应激，从而激活未折叠蛋白质反应（UPR）。然而，在没有内质网应激的情况下，UPR也可以被激活。解读ER应激和UPR之间的复杂关系对于理解生理和病理条件下的细胞应激反应至关重要

在6月11日发表在《细胞报告》上的一项研究中，由中国科学院生物物理研究所王立坤教授领导的研究人员开发了一种新型荧光报告系统，使研究人员能够实时观察活细胞ER管腔内未折叠蛋白的积累

通过该系统，研究人员可以更好地了解ER应激与UPR之间的复杂关系，并揭示在各种生理和病理条件下ER蛋白稳态的动态变化

在这项研究中，研究人员将内质网应激信号蛋白PERK（PERK（LD））的内质网腔结构域与绿色荧光蛋白（EGFP）和倾向于形成六聚体（HOTag）的肽段融合，以创建荧光报告系统

与未折叠的蛋白质结合后，该系统快速可逆地形成荧光点，可通过共聚焦显微镜观察。该系统在HeLa和COS-7细胞中显示出高灵敏度和可逆性，为ER应激和UPR的动态变化提供了实时见解

研究人员使用各种技术，包括共定位实验和免疫沉淀，验证了荧光报告系统和未折叠蛋白质之间的直接结合。他们证明，该系统可以定量检测ER中未折叠蛋白的积累，并在不同浓度下显示出剂量-反应关系

为了进一步阐明ER应激与UPR之间的关系，研究人员检查了不同细胞类型中抗癌药物硼替佐米对UPR的不同反应，揭示了硼替佐米如何通过不同机制调节不同细胞类型的UPR和未折叠蛋白积累的复杂性

这项研究揭示了ER压力和UPR之间的复杂相互作用，为了解这些过程在健康和疾病中的作用提供了有力的工具。这一发现为开发新的治疗策略提供了新的视角，特别是在涉及ER应激的疾病中，如神经退行性疾病、糖尿病和癌症