细胞物质转运实质上是小小的细胞内的一个庞大的复杂的物流系统,这一系统的异常将导致相应各种疾病的发生。脂筏是指膜脂双层内含有特殊脂质及蛋白质的微区,她在物流系统中具有重要的作用。本课题选择三种囊泡作为三大类细胞内物质的代表,选择两种脂筏的标记蛋白作为两类脂筏的代表,引入单分子研究技术和全内反射荧光成像技术,实时动态的研究两类脂筏和三种囊泡之间的空间定位关系和动力学特性以及脂筏对三种囊泡转运的作用。这一研究有助于我们把过去看起来非常复杂生理和病理问题可能从某种程度上简化到从脂筏与物流的关系中得到一定的解释;有助于肿瘤、药物抵抗、病毒、细菌感染、免疫性疾病、信号转导障碍等等疾病发生机制的揭示;有助于对脂筏的功能的进一步认识;有助于把脂筏作为药靶的药物开发研究。
首先构建了脂筏的两个标记蛋白的融合基因caveolin1-pEGFP 和flotillin1-pEGFP, 实现了脂筏的可视化跟踪。通过VAMP2-pHluorin和VAChT-TDimer2双色荧光成像的方法跟踪类突触小囊泡(SLMVs)的锚定和融合过程。我们也标记了NPY大囊泡,发现Syt I 和Syt IX下调会引起大囊泡胞吐的钙依赖性的明显丧失。揭示大小囊泡有不同的转运机制。其次,研究了离子通道及通道的辅助蛋白的转运。发现hβ2 亚单位与hβ1不一样,它们的转运机制是不同的。hβ2的N末端的一个4-turn α螺旋是它的内质网滞留信号。β亚单位的N末端与处于失活期的BK通道的靠近胞桨表面开口的几个氨基酸残基相互作用,提出了一种新的阻断失活的模式,同时结果还表明Ile-323残基在与β2亚单位的N末端相互作用和BK通道的调节性的门控中起了双重作用。此外,探索性的研究了钙活化的氯离子通道CaCCs,发现一种中草药的提取成分CB可能是CaCCs的新的阻断剂。目前,我们将发表新的发现L型的钙通道和超极化活化的HCN通道可能共存在于脂筏中,形成了一个功能型的亚单位。