探索细胞物流

作为偏振细胞，上皮细胞具有明显分离的功能结构域，用于选择性地调节与外界的物质交换，同时保护生物体免受有害影响：顶端（面向腔）和基石外膜。小肠的肠细胞还具有高度复杂的分选和传输机制系统，其用于例如通过顶端膜通过电池和营养物中的消化酶通过顶端膜来引入细胞中。偏振蛋白转运的许多细节仍然不清楚。这些过程的故障可能导致不耐受性或代谢障碍。例如，囊性纤维化是在某些情况下通过从上皮细胞的渗透性有效氯离子的顶端传输中的遗传缺陷引起的。结果是肺部，胰腺和小肠中粘液的分泌，以及其他地方。

胞内运输的起点是反式高尔基网络(TGN)，它在囊泡中提供功能糖蛋白(如激素、消化酶)。根尖蛋白运输可能以两种主要方式进行:通过与特定的膜微域称为脂筏的联系，以及通过一种与脂筏无关的运输形式。蛋白质结构中的分选信号和相应的受体蛋白可以确保一方面囊泡被顶端蛋白所携带，另一方面，分泌囊泡被引导到正确的运输路径。德国马尔堡菲利普斯大学细胞生物学和细胞病理学研究所的Ralf Jacob教授和他的研究小组发现了半乳糖结合蛋白Galectin-3 (Gal-3)，它可以作为分类受体[1,2]。对于顶端运输似乎很重要，即Gal-3与顶部分选蛋白形成高分子量的簇 - 将其货物包装到最大的包裹中，因此可以说话。目前研究最近研究了COS细胞，以探讨分泌途径中GAL-3的细胞内定位，以及涉及其外吞作用的结构。

图1:Gal-3囊泡可能与质膜融合:
全景图像与epifluorescence
b - 概述图像Tirf.，比赛开始后25秒
分段的时间序列Tirf.图像;在几秒钟内给出的时间
Gal3-YFP囊泡与膜融合并排出其内容物。120秒后发生进一步事件(正常箭头)。事件发生后，留下一个没有gal3 - yfp的空间(弯曲箭头125秒)。
概述图像的规模:20µm;图像切片:5µm;渗透深度Tirf.：110 nm。

为了想象这些过程，马尔堡科学家使用Tirf.显微术(全内反射荧光)。高z分辨率和快速帧率的结合提供Tirf.显微镜检查能够在细胞膜中或靠近细胞膜中的动态过程而不是与ePiforegence（图1,2）获得更好的图像。Tirf.在水环境或细胞环境中，能够在表面以下70-300纳米的深度有选择地激发荧光团。结果的质量取决于精确的设置Tirf.角度和激光束的精确定位。188金宝搏的网址徕卡微系统的扫描-传感器技术自动匹配Tirf.与所有波长所需穿透深度的角度，并以这样一种方式定位激光器Tirf.即使波长改变，穿透深度也会自动保持不变。选择的设置可以在按下一个按钮复制。

图2：沿肌动蛋白丝靠近膜的GAL-3囊泡的运输
全景图像与epifluorescence
b - 概述图像Tirf.，标记部分见C
分段的时间序列Tirf.;在几秒钟内给出的时间
靠近细胞膜的Gal3-YFP囊泡(箭头)首先沿着肌动蛋白丝运输(从下往上)，然后切换到另一条肌动蛋白丝(88秒)，向左移动(109秒)，再向右运输，再次切换肌动蛋白丝，然后向上运输(246秒)。
yfp - 红色;CFP - 绿色;概述尺度图像：20μm;部分：6μm;渗透深度Tirf.：110 nm。

总而言之，COS细胞的GAL-3研究结果涂上了细胞内运输的大部分相干的图像（图3）。GAL-3和糖蛋白之188金宝搏的网址间的第一次接触可能会发生在静止的后GOLGI隔室中。通过操纵pH，首次可以将均标记的GAL-3定位在内体隔室中，这可能是EES（早期的胚胎）或res（再循环内体）并且被讨论为后GOLGI分类的可能位置。然后通过萌芽形成的囊泡通过微管输送，然后在膜附近切换到肌动蛋白微丝（图2）。在用膜融合囊泡之后，通过GAL-3分选的顶端糖蛋白已达到其目的地，并与膜中的GAL-3一起分布在一起。然而，不同的机制似乎负责将GAL-3传送到细胞内部内部。虽然GAL-3对非筏相关蛋白的顶端传输很重要，但GAL-3的内吞作用可能依赖于筏。然后通过肌动蛋白细丝将GAL-3输送到细胞内部，以便再加入筏式的运输。

图3：GAL-3细胞内运输图
RE -再循环核内体;EE -早期核内体;PGTI - Post-Golgi-Transport-Intermediate;TGN -反高尔基网络。膜的红色部分是脂筏。

1. Delacour D，Greb C，Koch A，Salomonsson E，Leffler H，Le Bivic A，Jacob R：通过Galectin-3依赖性糖蛋白聚类的顶端分选。交通8：4（2007）379-88。
2. Delacour D，Cramm-Behrens CI，DROBECQ H，Le Bivic A，Naim Hy，Jacob R：Apick蛋白分选中的Galectin-3要求。Curr Biol 16：4（2006）408-14。
3. Schneider D：分析DerZellulärenTransportwege des Galactose-Bendenden凝集素Galectin-3，Diplomarbeit Zur Erlangung des Gesiges eines Diplom-Humanbiologen，Philipps-University，Marburg，Marburg（2007）。