基础医学

Sci Signal 显示细胞膜TNF受体的分子模式

作者:佚名 来源:生物谷 日期:2020-03-09
导读

         一个生病的细胞是死亡、分裂还是在体内游走,都是由细胞膜上复杂的信号分子和受体的相互作用来调节的。在免疫系统中最重要的一个分子线索是肿瘤坏死因子α(TNFα)。现在,歌德大学的研究人员使用光学显微镜首次在细胞水平观察到了单个TNFα的分子组装以及其如何结合在细胞膜上。

关键字:  细胞膜 | TNF 

        一个生病的细胞是死亡、分裂还是在体内游走,都是由细胞膜上复杂的信号分子和受体的相互作用来调节的。在免疫系统中最重要的一个分子线索是肿瘤坏死因子α(TNFα)。现在,歌德大学的研究人员使用光学显微镜首次在细胞水平观察到了单个TNFα的分子组装以及其如何结合在细胞膜上。

        TNFα与膜受体结合之前,TNFR受体必须首先被激活。通过这个过程,钥匙只能在特定的情况下打开锁,可以防止健康细胞死于程序性细胞死亡。"细胞膜上的TNFR1通过几个富含半胱氨酸的结构域结合(CRDs)TNFα。"歌德大学实验癌症研究所的Sjoerd van Wijk解释道。

        特别是, TNFR1的CRD1使之与TNFα结合成为可能。以TNFR1为例,研究人员已经知道,TNFR1分子以类似于舞蹈的方式聚集在一起,两个、三个或更多的舞伴握着手,这些舞伴是由单个TNFR1分子组成的二聚体、三聚体或低聚体。这种"结构性重组"在没有TNFα的时候也会发生。"尽管已经知道了TNFα对于许多疾病(包括炎症和癌症)的意义,但是TNFR1在细胞膜的生理和模式至今仍然未知,"Sjoerd van Wijk说道。

        为了详细了解TNFR1在细胞膜上的过程,van Wijk联系了歌德大学物理与理论化学研究所的Mike Heilemann。利用他开发的定量显微镜和单分子超分辨率显微镜的组合,Heilemann可以观察单个蛋白复合物及其在细胞中的分子结构。他们与其他合作者一起观察到了TNFα受体的舞蹈。

        根据他们发表在《Science Signaling》上的最新报道,膜TNFR1受体在没有TNFα的情况下以单体和二聚体形式存在。然而,只要TNFα结合TNFR1,膜上就会形成受体的三聚体和寡聚物。研究人员还发现了不依赖TNFα的决定细胞命运的机制。这些发现可能与癌症或类风湿关节炎等炎症性疾病有关。"很明显,这项研究为开发新的治疗方法开辟了新的道路,"van Wijk说道。

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