近日，南方科技大学生命科学学院系统生物学系副教授孙颖课题组在学术期刊Journal of Cell Biology上在线发表题为“Migfilin promotes autophagic flux through direct interaction with SNAP29 and Vamp8”的研究论文，揭示了癌细胞中自噬调控的新机制。

自噬是细胞中由溶酶体介导的重要降解途径。在癌症中，自噬通过去除癌细胞中不利物质，维持线粒体功能，加强癌细胞对营养物质的循环利用，增强了癌细胞应对诸如营养缺乏、化疗等不利因素下的生存能力，有利于癌细胞的存活，研究自噬的分子机理为治疗癌症提供新的思路与方案。哺乳细胞中自噬通常可分为自噬起始、自噬小体成熟、自噬小体与溶酶体融合和自噬降解四个阶段。自噬过程中有多种自噬相关蛋白（Autophagy-related protein,  ATG）参与，在自噬融合阶段，SNARE复合物（Stx17-SNAP29-Vamp8）中Stx17与Vamp8分别定位在自噬小体和溶酶体膜上，SNAP29结合两者促进自噬小体与溶酶体的膜融合过程，从而加强自噬。

图 1  哺乳细胞中自噬过程(Xu, Yuan et al. 2020)

孙颖课题组在研究中发现黏着斑蛋白Migfilin在胰腺癌细胞系中不仅分布在典型的黏着斑结构上，还大量分布在细胞核周围，并且与自噬过程中的晚期内吞体/溶酶体存在明显的共定位信号，表明Migfilin可能参与到自噬过程中。研究团队检测细胞中p62/LC3的水平，发现Migfilin沉默引起两者细胞水平的显著上升，进一步使用GFP-LC3方法检测细胞中的自噬小体数量，发现Migfilin沉默引起自噬小体在细胞中的积累，表明Migfilin沉默抑制了自噬流。

为确定Migfilin影响细胞自噬的具体环节，研究团队依次探究了Migfilin对自噬各个步骤的影响。首先检测ULK1-GFP形成的斑点数量以及自噬上游复合物mTORC1活性，发现Migfilin对自噬起始过程没有显著影响，进而检测自噬小体成熟过程中的标记蛋白ATG14-GFP、GFP-ATG16L和mCherry-Stx17的斑点数量，发现Migfilin沉默引起上述自噬早期结构的积累。研究团队使用mRFP-GFP-LC3的方法检测自噬流，发现Migfilin沉默抑制了细胞晚期进程，但是研究团队发现Migfilin沉默并不会影响到溶酶体本身的功能，结合自噬小体与溶酶体共定位分析和TEM分析自噬小体与溶酶体的检测结果确定Migfilin在自噬晚期的融合进程中发挥功能。

图2  Migfilin分布在晚期内吞体和溶酶体上

研究团队进行了细致的分子机制探究。研究发现自噬融合过程中SNARE复合物中的SNAP29和Vamp8均是Migfilin结合蛋白，并且通过分子研究手段证明前两者都是Migfilin的直接结合蛋白。研究表明Migfilin沉默抑制了SNAP29与Vamp8的结合能力，并且发现Migfilin沉默抑制了细胞中SNAP29与Vamp8以及溶酶体/自噬溶酶体的相互结合，表明Migfilin发挥支架蛋白作用连接SNAP29与Vamp8进而促进SNAP29-Vamp8的结合。研究团队还通过OGT沉默和SNAP29-QM糖基化缺陷突变体的手段增强了SNARE复合物的组装能力，结果发现两者均可以成功的恢复由Migfilin沉默所引起的SNAP29-Vamp8结合能力减弱和自噬缺陷，表明Migfilin通过增强SNARE复合物中SNAP29-Vamp8的结合能力促进自噬融合。最后研究团队还发现Migfilin通过自噬途径调控细胞的存活和黏着斑蛋白的稳态。

图3 Migfilin沉默抑制细胞中SNAP29与自噬溶酶体的相互作用

南方科技大学生命科学学院博士研究生蔡任伟为论文第一作者，孙颖副教授和美国匹兹堡大学吴传跃教授为论文通讯作者，南方科技大学为第一单位。南方科技大学赵燕副教授在课题推进、文章撰写和校对中提供了大量技术帮助和珍贵建议；南方科技大学田瑞军、邓怿教授和魏志毅、曾福星副教授，分析检测中心魏闻捷、卢希彬工程师和中国科学院生物物理所成像中心李喜霞、谭雪柯工程师在课题发展和文章撰写过程中提供技术支持和宝贵建议。本项目得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金和深圳市科技创新局的基金支持和南方科技大学分析检测中心的技术支持。

文章链接：https://doi.org/10.1083/jcb.202312119

供稿：生命科学学院

文字：蔡任伟

通讯员：付文卿

主图：丘妍

编辑：周易霖