2025年6月12日,儿科罕见病教育部重点实验室陈志明教授团队在eLife发表题为“CCDC32 stabilizes clathrin-coated pits and drives their invagination”的研究论文(中科院一区,Top期刊)。该研究揭示了一个功能未确定蛋白CCDC32参与调控网格蛋白介导内吞作用的分子机制。南华大学细胞与遗传研究所硕士研究生杨紫雁为第一作者,儿科罕见病教育部重点实验室陈志明教授为本文通讯作者。

网格蛋白介导的胞吞作用(clathrin-mediated endocytosis,CME)是真核生物特异性胞吞大分子物质的主要途径,其功能紊乱与神经退行性疾病、心血管疾病、癌症等密切相关。CME起始于网格蛋白在细胞质膜上组装形成网格蛋白包被小窝(clathrin-coated pits, CCPs),进而内陷闭合并脱离质膜形成包裹着货物的网格蛋白包被囊泡(clathrin-coated vesicles, CCVs)。CCP能否内陷是这一复杂多步骤过程的关键环节,但其驱动机制长期不明,其中功能未确定蛋白CCDC32的作用机制更是所知甚少。
陈志明教授团队通过严谨的实验设计和多学科交叉合作(包括与Chan-Zuckerberg BiohubSandra L. Schmid院士、宾夕法尼亚大学Tatyana Svitkina教授等合作),综合运用活细胞全内反射荧光显微镜(TIR-FM)、电镜超微结构分析、AlphaFold结构预测及生物化学等方法,证实了:敲低CCDC32导致扁平网格蛋白结构的积累;CCDC32在体外与AP2复合体的α-附属结构域相互作用,并在细胞内与全长AP2复合体结合;删除CCDC32的78-98位氨基酸(aa78-98),会破坏其与AP2的结合能力及其调控CCPs生成与内陷的功能;临床观察到的CCDC32无义突变显著抑制CME功能,并与心面神经发育综合征(CFNDS)的发生密切相关。
该研究阐明了一种新型胞吞辅助蛋白CCDC32的功能,即调控CME关键早期阶段——CCPs的生成和内陷。此外,首次将CCDC32-AP2相互作用与人类神经发育疾病直接关联,更凸显了AP2复合体作为CME“蛋白互作中心”的调控复杂性。这一成果不仅进一步解析了CCPs的内陷调控机制,也为干预胞吞异常相关疾病(如神经退行性疾病、癌症等)提供了潜在的药物靶点。
(机理图)
该研究依托湖南省妇幼保健院国家卫健委出生缺陷研究与预防重点实验室、南华大学“儿科罕见病”教育部重点实验室、南华大学基础医学院细胞与遗传研究所、以及南华大学附属第一医院医学检验中心联合进行,并得到国家自然科学基金、湖南省杰出青年基金、南华大学高层次人才启动经费、南华大学附属第一医院双聘教授科研启动经费等项目支持。
原文链接:https://doi.org/10.7554/eLife.107039.1