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细胞凋亡对多细胞生物体的发育、组织和器官的动态稳定至关重要。细胞凋亡过程可分为细胞凋亡的特异性激活、执行,凋亡细胞的吞噬和降解等阶段,这个过程在进化上高度保守。凋亡细胞的吞噬和降解是整个细胞凋亡程序的重要环节,凋亡细胞的清除障碍会引起炎症疾病和免疫紊乱。在秀丽线虫中,CED-1/6/7与DYN-1,CED-2/5/10/12与PSR-1组成两条平行且功能部分冗余的信号通路来调控凋亡细胞的吞噬。目前对线虫凋亡细胞吞噬的遗传学和分子机制虽已有较为清楚的了解,但凋亡细胞被吞噬细胞吞噬后是如何被降解的仍知之甚少。
本研究通过反向遗传学筛选发现,秀丽线虫中与酵母Vps18蛋白同源的蛋白VPS-18参与凋亡细胞的降解。深入的研究发现,VPS-18在吞噬细胞中表达并和其它HOPS复合体一起发挥功能,vps-18的缺失突变会导致不能被正常降解的凋亡细胞持续累积。本研究还发现,vps-18缺失会严重地影响到与细胞内囊泡运输相关的内吞体和溶酶体的发生及成熟,从而导致内吞体和溶酶体的降解功能缺陷。更重要的是,在vps-18突变的线虫中,含凋亡细胞的吞噬小体不能与畸形的溶酶体融合。这些研究结果表明,在凋亡细胞的清除过程中,具有正常降解活性的内吞体和溶酶体与含凋亡细胞的吞噬小体之间的正常融合对于凋亡细胞的及时清除是至关重要的。
为了更深入地揭示溶酶体在凋亡细胞降解的分子机制,我们通过RNA干扰(RNAi)的方法将66个可能与溶酶体功能相关的基因失活,并进一步检验这些基因的失活是否会造成凋亡细胞的累积。我们发现有9个基因的下调,可导致秀丽线虫生殖腺凋亡细胞的数量明显增加。这些基因编码产物有溶酶体的酶和囊泡运输蛋白等。进一步的研究表明,它们参与凋亡细胞的清除过程而不是凋亡的激活过程。综合以上研究结果,表明溶酶体的正常发生对凋亡细胞的正确清除是十分重要的,这也为阐明溶酶体在凋亡细胞清除中的作用机制提供了线索。