参与调节细胞膜的蛋白质可能带来新的治疗方法

京都大学综合细胞材料科学研究所 (WPI-iCeMS) 的科学家发现了细胞如何管理细胞膜脂质分布的新细节。这些脂质被称为磷脂，排列在双层膜中，调节某些分子的进出，以维持稳定的内部环境。

磷脂通常不均匀地分布在细胞膜上，有些磷脂位于细胞膜内侧，有些则位于细胞膜外侧。然而，细胞需要根据环境或内部信号迅速改变这种分布。磷脂从细胞膜一侧移动到另一侧的过程称为磷脂扰动，这个过程可以将特定的磷脂暴露在细胞外部。这种暴露对于多种功能都很重要，包括血液凝固和去除不需要的细胞。

这项新研究发表在《自然通讯》上，发现了在这一过程中发挥重要作用的蛋白质复合物。

“我们发现，当钙进入细胞时，一种特定的蛋白质复合物，包括离子通道Tmem63b 和维生素 B1 转运蛋白 Slc19a2，会引发磷脂乱序，”领导这项研究的铃木淳教授解释道。

钙离子进入细胞后，会作为一种信号激活各种细胞过程，如离子通道门控和磷脂扰乱。“当 Tmem63b 被删除时，细胞就会失去钙离子诱导的磷脂扰乱活性”，该研究的第一作者 Han Niu 说道。

“相反，与癫痫和贫血等疾病相关的Tmem63b基因的某些基因突变会导致磷脂乱序持续激活，即使没有钙刺激也是如此。”

研究人员还发现，由钙激活的钾通道 Kcnn4 会影响这一过程。当 Slc19a2 或 Kcnn4 缺失时，磷脂乱序会减少。这表明 Tmem63b、Slc19a2 和 Kcnn4 共同作用来调节磷脂乱序。

Suzuki 及其同事此前的研究已经发现了其他参与磷脂扰乱的蛋白质，但它们无法解释所有情况。新发现表明，Tmem63b 和 Slc19a2 以一对结合在一起的方式共同作用以触发这一过程，而其他蛋白质则以由同一蛋白质的两个副本组成的一对方式起作用。

研究小组还发现，细胞质膜张力的变化可能有助于激活 Tmem63b/Slc19a2 复合物。当钙离子进入细胞，钾离子通过 Kcnn4 离开时，会导致细胞收缩。这种收缩会导致细胞膜张力的变化，从而促进 Tmem63b 的激活，并增加细胞内钙离子。这种激活机制可以解释神经元细胞和红细胞如何通过磷脂扰乱来适应环境变化。

研究人员希望他们的发现能够带来新的治疗方法，治疗因磷脂紊乱而引发的疾病，包括癫痫和贫血。