Cell Reports：VAMP7依赖的网状蛋白3的分泌在神经突生长中的作用
2020年12月，巴黎大学、中科院遗传与发育生物学研究所等单位的相关研究人员在《Cell Reports》（IF: 8.11）上发表了题为“Role of VAMP7-Dependent Secretion of Reticulon 3 in Neurite Growth”的研究论文，揭示了内质网吞噬和非常规分泌调节营养缺乏时神经突起的生长和极化。
营养限制和自噬调节轴突生长和神经元极性。 VAMP7介导营养限制/自噬依赖性神经突生长。 VAMP7介导ER吞噬因子网状蛋白3的分泌。 自噬是一种消除多余细胞内成分的适应性机制，在营养限制条件下被上调。自噬受雷帕霉素复合物1（mTORC1）的哺乳动物靶标和自噬相关蛋白（ATG）的信号级联的调节。自噬刺激后，自噬标志物LC3裂解并脂化形成LC3-II，与吞噬细胞结合，标志着自噬体（一种双膜受限细胞器）的生物发生。 重组人囊泡相关膜蛋白7（VAMP7）可以在吞噬细胞的初始形成过程中介导膜的融合，也可以介导线粒体衍生小泡（MDV）与内体的融合。已有研究证明，VAMP7在神经元发育过程中的突起伸长中起着重要作用，神经元发育是一个需要质膜扩张的细胞过程。然而，VAMP7在自噬和神经突起生长中的作用是否或如何相关还没有被研究。 为了研究是否可以联系VAMP7在神经突生长和自噬中的作用，研究人员首先探究了营养限制对轴突生长的影响，结果发现，除了诱导自噬外，营养限制还刺激了轴突的生长。此外，自噬的抑制会导致神经元极性的丧失。 随后，为了更详细地解释自噬、分泌和轴突生长之间的分子机制，研究人员使用CRISPR-Cas9基因组编辑生成了VAMP7和ATG5-KO 神经元样PC12细胞，并比较了野生型（WT）、VAMP7-KO和ATG5-KO PC12细胞的行为。发现ATG5 KO细胞导致更长和更多的分支神经突起，VAMP7 KO细胞表现出神经突生长的强烈降低，而与WT相比，ATG5 KO细胞中神经突生长显着增加。GFP-VAMP7的再表达完全挽救了生长因子（NGF）依赖和雷帕霉素诱导的神经突起生长。 VAMP7和ATG5 KO对NGF分化PC12细胞神经突生长的影响 接着，为了深入了解ATG5和VAMP7如何调节神经突生长，研究人员在NGF分化后对PC12细胞株进行了脂质组学和蛋白质组学研究。WT，VAMP7 KO和ATG5 KO PC12细胞的脂质学分析表明，与WT相比，每个突变体中涉及神经突延伸的特定脂质均发生了改变。在ATG5 KO细胞中，观察到几种葡萄糖基神经酰胺（GluCers）的水平提高，在ATG5 KO细胞中，几种鞘磷脂（SMs）减少，这表明GluCers的水平升高可能部分归因于SMs的高分解。另一方面，与WT相比，VAMP7 KO细胞的磷脂酰乙醇胺（PEs）水平降低，缩醛磷脂磷脂酰胆碱水平升高。表明维持PEs的细胞内池对于LC3募集到膜和NGF诱导的PC12细胞中的神经形成均可能很重要。蛋白质组分析表明，内质网（ER）噬菌体相关的LC3相互作用区域包含蛋白ATL 3和网状蛋白3（RTN3）在自噬相关蛋白ATG5 KO中含量较高，而在VAMP7 KO分泌蛋白组中含量较低。 WT，VAMP7 KO和ATG5 KO PC12细胞的脂质和分泌组学分析 研究人员进一步发现，用ATG5或VAMP7KO条件培养基处理神经元细胞不能重现这些KO对神经突起生长的影响。针对VAMP7的纳米抗体可抑制营养限制诱导的轴突过度生长。此外，VAMP7的抑制性Longin结构域的表达削弱了RTN3在神经元中的亚细胞定位。 VAMP7在营养限制诱导的轴突过度生长和海马神经元RTN3亚细胞定位中的作用 综上所述，该研究表明，内吞体可以在神经突生长和神经元极化过程中以VAMP7依赖性的方式介导ER吞噬元素的释放。进一步的研究不仅对大脑发育有重要意义，而且对于发育后的大脑功能也很重要，特别是因为网状蛋白和Atlastins与人类神经退行性疾病相关；VAMP7与人类性相关疾病相关。该发现进一步增加了分泌性ER吞噬作为一种非常规分泌途径。 ATG5和VAMP7依赖的ER-Phagy通路的工作模型
