脂质纳米结构域可能是细胞信号奥秘的关键

理工学院的细胞生物学家发现，细胞膜中的脂质调节与癌症相关的蛋白质的活性。这一发现发表在《eLife》杂志上，可能为治疗癌症的新方法铺平道路

包裹细胞的薄而柔韧的膜内是微小的特殊脂质簇，有助于引导关键的生长信号。但是，这些被称为纳米结构域的结构如何协调这些复杂的过程长期以来一直是个谜

理研细胞信息学实验室的生物成像专家Yasushi Sako领导的一个团队现在发现了纳米结构域在调节表皮生长因子受体（EGFR）活性中的关键作用，EGFR是一种与细胞生长和分裂以及癌症相关的蛋白质

RIKEN团队使用能够成像单个分子的超分辨率显微镜捕捉到了活细胞中脂质纳米结构域和EGFR之间的复杂编排

纳米结构域——其中一些含有一种名为“PI（4,5）P2”的带电脂肪分子——通过协调关键分子相互作用来激活EGFR。完成这项任务后，纳米结构域会自行拆除，从而使EGFR失活。这确保了对细胞信号的精确和动态控制

同样来自RIKEN细胞信息学实验室的脂质生物学家Mitsuhiro Abe解释说：“PI（4,5）P2纳米结构域支持EGFR活化，而活化的EGFR会溶解纳米结构域结构。”

脂质环境的这种动态重塑揭示了一种以前被低估的信号调节机制，其中膜中的脂质积极塑造蛋白质功能，以微调细胞反应

这一发现挑战了细胞膜作为被动边界的观点。相反，膜作为一种主动调节器出现，塑造信号蛋白如何维持细胞平衡和控制

纳米结构域太小，无法用传统的荧光显微镜观察到。因此，该团队采用先进的单分子定位显微镜，以前所未有的精度追踪EGFR和PI（4,5）P2脂质之间的相互作用

Abe指出：“这项研究是通过结合脂质生物学和细胞生物物理学领域完成的。”。这种跨学科的方法使研究小组能够精确地观察到纳米结构域在刺激前如何围绕EGFR聚集，从而增强其激活

该团队的发现为开发癌症和遗传综合征的新治疗策略打开了大门，EGFR和相关信号蛋白通常与之有关

该团队发现的脂质介导的调节表明，不仅靶向EGFR，而且靶向控制它的脂质环境，可以提供一种新的方法来解决由异常信号驱动的肿瘤，从而可能改善治疗结果 More information: Mitsuhiro Abe et al, Bilateral regulation of EGFR activity and local PI(4,5)P2 dynamics in mammalian cells observed with superresolution microscopy, eLife (2024). DOI: 10.7554/eLife.101652

Journal information: eLife