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DENN(differentially expressed in normal and neoplastic cells)结构域是一种进化高度保守的结构域,主要功能是作为Rab蛋白的鸟苷酸交换因子(GFF)。Rab蛋白是一类通过招募特异的效应分子控制囊泡识别转运的小G蛋白,做为细胞内的分子开关,在细胞内膜泡运输过程中发挥重要作用。FAM45A是一种真核生物保守基因,存在于阿米巴、海胆、昆虫和脊椎动物中,但功能未知。通过生物信息学预测,FAM45A蛋白与DENN家族蛋白有相似性,提示可能参与膜转运过程。利用荧光蛋白和免疫荧光标记,我们发现FAM45A蛋白主要定位于晚胞内体和溶酶体,进一步研究发现FAM45A定位于多囊泡胞内体(multiple vesicular endosome, MVE)中的胞内体囊泡(Intraluminal vesicles),提示FAM45A参与细胞内物质囊泡运输中的晚胞内体/溶酶体阶段转运通路。FAM45A基因沉默后,会导致细胞的晚胞内体分布更靠近细胞核,并且EGFR降解变慢,说明FAM45A影响了细胞信号介导的胞吞途径。综上所述,我们发现FAM45A是一种新的调节细胞囊泡运输过程的蛋白。 目的:研究FAM45A在囊泡转运中的功能 方法: 一、FAM45A的细胞器定位 1.构建Citrine-FAM45A融合表达载体,研究FAM45A的细胞器定位 构建pCitrine-FAM45A融合表达载体,转染Hela细胞使之过表达带有绿色荧光的 FAM45A蛋白,同时共转染红色荧光标记细胞器marker,如EEA1、Lamp1等,利用激光共聚焦显微镜确定FAM45A的细胞器定位。为了观测FAM45A在胞内体囊泡上的定位,利用apilimod处理细胞,使膜状细胞器变大,进一步观察FAM45A在晚胞内体和溶酶体上的确切定位。 2.研究内源性FAM45A的细胞器定位 利用免疫荧光技术,同时孵育FAM45A抗体和细胞器marker抗体,如CD63、Lamp1等,通过激光共聚焦显微镜确定FAM45A的细胞器定位。利用NH4Cl碱性试剂处理细胞,使膜状细胞器变大,进一步研究内源性FAM45A在晚胞内体和溶酶体上的确切定位。 二、FAM45A基因沉默后对细胞器表型和EFGR降解的影响 1.构建FAM45A基因沉默细胞系 包装FAM45A shRNA慢病毒颗粒,侵染Hela细胞,利用puromycin筛选出抗性细胞。利用q-PCR和Western Blotting(WB)分别检测FAM45A的mRNA表达和蛋白表达水平。 2.研究FAM45A基因沉默后细胞器形态变化 利用免疫荧光技术,分别孵育CD63和Lamp1抗体,观察FAM45A下调表达后对晚胞内体和溶酶体表型的影响;利用Lysotracker染料观察对酸性胞内体的变化。 3.研究FAM45A基因沉默后对EGFR降解的影响 用EGF刺激饥饿后的FAM45A基因沉默细胞系及对照组,提取0、10、90、150min总蛋白,利用Western Blotting检测EGFR降解速度的变化。 结果: 一、FAM45A的细胞器定位 FAM45A蛋白主要定位于晚胞内体和溶酶体,进一步研究发现FAM45A定位于MVE中的胞内体囊泡(Intraluminal vesicles)上。 二、FAM45A基因沉默后对细胞器表型和EFGR降解的影响 1.构建成功FAM45A基因沉默细胞系,经q-PCR和WB检测,FAM45A的mRNA和蛋白表达水平均显著下降。 2.FAM45A基因沉默后会导致CD63标记的晚胞内体的分布更靠近细胞核,Lamp1标记的溶酶体变大。 3.FAM45A下调表达后导致EGFR降解变慢。 结论: 1.FAM45A定位于晚胞内体和溶酶体膜上,FAM45A还定位于MVE中的胞内体囊泡(Intraluminal vesicles)上。 2.FAM45A影响晚胞内体和溶酶体的定位以及EGFR的降解,说明FAM45A参与调控晚胞内体/溶酶体阶段的囊泡转运。