ACAP4在胃酸分泌中的功能及调节分子机制研究

胃壁细胞负责内因子释放及胃酸分泌，在分子水平，胃酸分泌是通过组胺介导的信号转导通路将质子泵锚定到壁细胞顶膜而实现的。我们前期的工作揭示了ezrin是锚定质子泵在壁细胞顶膜的主要蛋白质之一。但ezrin是如何锚定质子泵的呢？我的最新实验结果提示：ezrin通过与ACAP4、Arf6等形成大功能复合体承接细胞信号转导与质子泵向顶膜的定向移位，从而精细调控着胃酸分泌的可塑性。ACAP4是由我们首先发现的Arf6激活蛋白，其与Arf6作用调控着细胞器膜与质膜的动力学特征。本项目拟以原代培养的胃壁细胞为模式体系，详尽评估ACAP4与ezrin相互作用在胃酸分泌过程中的详尽功能和作用机制，揭示ACAP4蛋白复合物在胃酸分泌过程中的时空动力学特征、调控规律、信号转导分子机理及所涉及的生化途径，我相信对ACAP4的详尽功能研究将为阐明ezrin在胃酸分泌中的生理学功能及胃酸分泌异常性疾病的治疗奠定基础。

在本项目的支持下，我们按照原定计划出色地完成了各项任务。ACAP4是由我们首先发现的Arf6 激活蛋白，其与Arf6 作用调控着细胞器膜与质膜的动力学特征。在研究细胞膜与微丝骨架动力学调控机制过程中我们鉴定出一个新的蛋白复合体，其中包括Ezrin-ACAP4-Arf6。利用壁细胞酸分泌为模式体系，我们发现：Ezrin能够依赖PKA介导的磷酸化修饰与ACAP4相互作用。我们的体外生化研究结果表明，ACAP依赖其氨基端400个氨基酸区域与模拟磷酸化状态的Ezrin相互作用，这说明它们之间的相互作用依赖于蛋白自身的构象变化。更为重要的是，在分泌性的壁细胞中，Ezrin特异性地将ACAP4靶向到顶膜，不论是敲除掉Ezrin，还是表达缺失Ezrin结合区域的ACAP4的片断，都削弱了ACAP4在顶膜的定位。过量表达GAP活性缺陷型的ACAP4突变体会抑制顶膜-骨架的重构和壁细胞酸的分泌。我们的结果为极化上皮细胞的分泌提供了一个全新的分子机制的诠释。.经过系统的研究分析，我们还发现ACAP4参与了EGF刺激下的integrin β1由核周循环内体结构转运至细胞质膜的过程。当利用小干扰RNA敲除ACAP4或者过表达ACAP4都会引起integrin β1在细胞核周围囊泡结构中的堆积，而且过表达ACAP4还会抑制细胞在基质上的粘附、铺展和迁移。继而，我们发现ACAP4与激活的EGF受体偶联的接头蛋白Grb2能够特异性地结合，这种结合在生理状态下受到EGF刺激下ACAP4第733位酪氨酸磷酸化的影响。当ACAP4与Grb2的结合遭到破坏时，ACAP4过表达就不再抑制integrin β1的循环或者影响细胞的运动。因此，我们的研究证明了在EGF的刺激下，ACAP4能够与Grb2协同作用共同调节integrin β1的循环。.除此以外，我们还对CRHSP-24蛋白的结构和功能进行了解析。哺乳动物CRHSP-24是一类功能研究较少的蛋白，我们的结果表明CRHSP-24 及其同源蛋白很可能在细胞遭受外界压力的情况下对基因的表达调控发挥着至关重要的作用。