【7.1】Endosome(内体)

  • 内体是真核细胞中细胞内分选细胞器的集合。
  • 它们是源自反式高尔基体网络的内吞( endocytic )膜转运途径的一部分。 从质膜(plasma membrane )内化的分子或配体可以沿着这条途径一直到溶酶体降解,或者可以在内吞循环中再循环回到细胞膜。 分子也从反式高尔基体网络运输到内体,然后继续进入溶酶体或循环回到高尔基体。
  • 根据内化后的阶段,内体可分为早期、分选或晚期。 [1] 内体代表细胞内膜系统(endomembrane system)的主要分选室

一、功能

内体(Endosomes )为材料在到达降解溶酶体之前进行分类提供了一个环境。 [2] 例如,低密度脂蛋白 (LDL) 通过与细胞表面的 LDL 受体结合而进入细胞。 到达早期内体后,低密度脂蛋白与受体分离,受体可以再循环到细胞表面。 低密度脂蛋白保留在内涵体中并被输送到溶酶体进行加工。 由于早期内体的轻微酸化环境,由液泡膜质子泵 V-ATPase 产生,LDL 会解离。 另一方面,EGF 和 EGF 受体具有抗 pH 值的键,该键会持续存在,直到它被递送到溶酶体进行降解。 甘露糖 6-磷酸受体通过类似的机制携带来自高尔基体的配体前往溶酶体。

Electron micrograph of endosomes in human HeLa cells. Early endosomes (E - labeled for EGFR, 5 minutes after internalisation, and transferrin), late endosomes/MVBs (M) and lysosomes (L) are visible. Bar, 500 nm.

二、分类

存在三种不同类型的内体:

  • 早期内体
  • 晚期内体
  • 循环内体

它们的区别在于内吞物质到达它们所需的时间,以及 rabs 等标记物。 [3]它们也有不同的形态。一旦内吞​​囊泡脱壳,它们就会与早期内体融合。早期内体然后在与溶酶体融合之前成熟为晚期内体。 [4] [5]

早期内体以多种方式成熟以形成晚期内体。它们主要通过 V-ATPase 的活性变得越来越酸性。 [6]许多被回收的分子通过在早期内体的管状区域中浓缩而被去除。这些小管在循环途径中的丢失意味着晚期内体大多缺乏小管。由于早期内体同型融合成更大的囊泡,它们的大小也会增加。 [7]分子也被分类成更小的囊泡,这些囊泡从外周膜萌芽进入内体腔,形成腔内囊泡 (ILV);这导致晚期内体的多泡外观,因此它们也被称为多泡内体或多泡体 (MVB)。在此期间,转铁蛋白受体和甘露糖 6-磷酸受体等循环分子的去除继续进行,可能是通过囊泡从内体中出芽。 [4]最后,内体失去 RAB5A 并获得 RAB7A,使它们能够与溶酶体融合。 [7]

晚期内体与溶酶体的融合已被证明会导致“混合”隔室的形成,具有两个源隔室的中间特征。 [8]例如,溶酶体比晚期内涵体密度更大,而杂交体的密度中等。溶酶体通过重新凝聚到正常、更高的密度而重新形成。然而,在这种情况发生之前,更多的晚期内体可能与杂交体融合。

一些材料直接从早期内体回收到质膜,[9] 但大多数运输通过回收内体。

  • 早期内体由动态管状囊泡网络组成(囊泡直径达 1 µm,连接的小管直径约为 50 nm)。标志物包括 RAB5A 和 RAB4、转铁蛋白及其受体和 EEA1。
  • 晚期内体,也称为 MVB,主要是球形的,没有小管,并且含有许多紧密堆积的腔内囊泡。标记物包括 RAB7、RAB9 和甘露糖 6-磷酸受体。 [10]
  • 循环内体集中在微管组织中心,主要由管状网络组成。标记; RAB11.[11] 更多亚型存在于特殊细胞中,例如极化细胞和巨噬细胞。

吞噬体、巨松质体和自噬体 [12] 以类似于内体的方式成熟,并且可能需要与正常内体融合才能成熟。一些细胞内病原体破坏了这个过程,例如,通过阻止 RAB7 的获取。 [13]

晚期内涵体/MVB 有时称为内吞载体囊泡,但该术语用于描述从早期内涵体萌芽并与晚期内涵体融合的囊泡。然而,一些观察结果(如上所述)现在表明,这两个隔室之间的运输更有可能通过成熟过程而不是囊泡运输发生。

不同类别内体之间的另一个独特识别特征是其膜中的脂质成分。发现磷脂酰肌醇磷酸酯 (PIP) 是最重要的脂质信号分子之一,随着内体从早到晚成熟而有所不同。 PI(4,5)P2 存在于质膜上,PI(3)P 存在于早期内体上,PI(3,5)P2 存在于晚期内体上,PI(4)P 存在于反式高尔基体网络上。 [14]内体表面的这些脂质有助于从细胞质中特异性募集蛋白质,从而为它们提供身份。这些脂质的相互转化是战略性定位的磷酸肌醇激酶和磷酸酶协同作用的结果

三、途径

Diagram of the pathways that intersect endosomes in the endocytic pathway of animal cells. Examples of molecules that follow some of the pathways are shown, including receptors for EGF, transferrin, and lysosomal hydrolases. Recycling endosomes, and compartments and pathways found in more specialized cells, are not shown.

  • Golgi to/from endosomes
  • Plasma membrane to/from early endosomes (via recycling endosomes)
  • Late endosomes to lysosomes

参考资料

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