细胞膜的完整性是细胞行使正常生命活动的前提，其维持无论是对单个细胞的稳态存活，还是生理、病理条件下人体组织的健康都是至关重要的。细胞膜在一些生理病理状况下会经常遭到来自数学（内科外伤、运动牵拉等）、化学（活性氧等）、生物学（真菌穿孔毒素等）等诱因的损伤，修补失败常常导致癌症发生。诸如，骨骼肌因为运动常常造成骨裂受损，肌细胞膜的修补缺陷会造成胸肌萎缩症和胸肌营养不良综合征。心肌细胞膜的修补障碍会引起心肌细胞死亡和心肌纤维化，可能引起心肌梗死殃及病人生命。另一方面，病变细胞虽然有强悍的修补能力应对免疫细胞的侵袭。对于单细胞而言，创口规格大小影响修补疗效，其修补机制也有所区别。如穿孔毒素（pore-，PFTs）诱导的创口较小（半径<100nm），细胞多采用自密封、内吞及胞吐和ESCRT介导的发芽的机制对小创口损伤进行修补。但是，喂奶植物细胞以及在体植物中，细胞怎么修补较大创口（>500nm），其具体的亚细胞及分子机制尚不清楚。在该项工作中，研究者将眼神聚焦于广泛分布于细胞膜上的四次跨膜蛋白（,TSPs），发觉TSP-15就能对针刺、激光、单线氧化学损伤、遗传突变所造成的损伤等多种细胞膜损伤形式发生响应，并在创口处发生显著集聚产生环状结构可能参与维持创口的规格。研究团队发觉TSP-15环状集聚可以招募其它膜修补蛋白，比如SYX-2在在创口处的集聚来促使细胞膜的修补。这一发觉为理解在体植物水平单细胞损伤后怎样实现细胞膜完整性结构修补和功能塑造提供了新的视角，对今后进一步深入研究细胞膜损伤修补的动态分子调控机制有重要意义。
作者采访
CellPress细胞出版社公众号非常约请徐素宏研究员代表研究团队接受了采访，请他为你们进一步详尽剖析。
：
在细胞损伤后，维持质膜的完整性对细胞的存活至关重要，而且目前尚不清楚细胞怎样在体内修补大的膜损伤，请问与较小的膜损伤相比，大的膜损伤修补有什么难点？
徐素宏研究员：
精准、快速、有效的细胞膜修补是维持损伤后细胞存活乃至恢复正常生命活动的前提。但是，细胞膜修补是复杂且时序性分子协同调控的过程，当较大的膜损伤（微米级或以上）发生时，细胞怎样在复杂的生物体内环境中恢复其完整性仍是膜修补领域的一个挑战。与较小的膜损伤（纳米级）相比，在体研究大的膜损伤修补有以下难点：（1）同大型膜损伤相比，小型细胞膜损伤的形状和规格存在较大的不确定性细胞膜稳态剂，是否存在阀值？（2）细胞怎样响应损伤并在极短时间内制止小型创口处的细胞内物质外溢？（3）较大的膜损伤初期讯号有什么，是否与大型创口有所不同？已经被报导的钙离子、膜张力、H2O2等讯号怎么造成损伤修补相关转录组的时序性激活？（4）大面积的细胞膜受损造成损伤周围区域张力变化以及细胞骨架的重构的作用是哪些？这种细胞活动怎样帮助恢复细胞膜完整性？（5）小型损伤引起创口处的膜结构破坏和缺位，细胞通过哪些机制补充缺位的膜结构？（6）大创口修补须要更多种膜修补蛋白协同参与，并按照损伤特点根据时序性实现精准的定位及功能；（7）参与大创口膜修补蛋白的转运机制是哪些？（8）小型损伤可能涉及多种细胞内和细胞间甚至组织间修补途径的协同激活等等。
：
请问在大的膜损伤修补中，TSP-15会发挥如何的功能？
徐素宏研究员：
是一类保守的四次跨膜蛋白质，才能通过侧向富集膜受体蛋白、粘附分子、酶、信号分子以及甘油三酯等产生四次跨膜蛋白富集结构域因而参与迁移体产生、细胞迁移、侵袭、细胞黏附以及细胞内运输等过程。TSP-15作为线虫中家族蛋白成员之一，是维持膜完整性所必需的（已报导），我们的研究发觉其同时还能对针刺、激光、单线氧化学损伤、遗传突变所造成的损伤等多种细胞膜损伤形式发生响应，并在创口处发生显著集聚。TSP-15的集聚才能进一步招募重要的膜修补蛋白SYX-2富集于细胞膜缺损处帮助细胞膜修补，确保损伤后膜结构的完整性。为此我们猜想TSP-15可能在膜修补过程中发挥招募膜修补相关蛋白的功能。另外体外研究也报导了另外一种，，该蛋白组织的膜微区TEM会较为迅速地在损伤口沿富集并进一步组装产生微米级宏结构域（TEMA），以较大的刚性类环状结构限制创口进一步扩张，帮助细胞膜快速有效地修补损伤，保护细胞得以在损伤后存活。而TSP-15是否会发挥类似的作用有待进一步探究。
：
请问膜损伤修补中是以如何的方法来募集TSP-15的？
徐素宏研究员：
为了探求TSP-15在创口处集聚的调控机制，研究者首先通过活体成像并没有观察到TSP-15向创口处显著的迁移，而是发觉随着损伤后集聚于细胞膜缺损处的TSP-15的增多细胞膜稳态剂，创口周围未损伤区域TSP-15讯号逐步减小。为此，研究团队通过对精典内吞途径关键蛋白及介导囊泡的融合、成熟和循环等过程来参与囊泡的转运Rab（Rabs）的筛选发觉RAB-5参与调控TSP-15在损伤前后的正确定位，可能由RAB-5参与调控的囊泡转运途径才能参与TSP-15向细胞膜缺损处转运。另外还发觉组成内体分选转运复合体ESCRTIII的关键亚基VPS-32.1以及ATP酯化酶VPS-4是TSP-15向创口处富集所必需的，因而也还可能存在其他以囊泡转运形式募集TSP-15的机制。
：
请问ESCRTIII在TSP-15的募集过程中起到如何的作用？
徐素宏研究员：
研究发觉无论是组成ESCRTIII的关键亚基VPS-32.1还是相关ATP酯化酶VPS-4功能减慢会明显抑制TSP-15在创口处的集聚，致使TSP-15定位改变并滞留在RAB-5标记的异常形态囊泡上。我们猜想由ESCRT参与调控的膜形态变化或则是囊泡转运途径可能在TSP-15向创口富集的过程中发挥功能。
：
TSP-15与SYX-2的互相作用是如何影响膜修补过程的？
徐素宏研究员：
研究者前期工作发觉（t-SNARE）是线虫表皮细胞膜修补所必需的。而在本研究中，研究团队通过生化和成像等实验发觉TSP-15通过与膜修补蛋白SYX-2发生互作，损伤前是SYX-2向细胞膜定位所必需的，同时损伤后也是SYX-2向细胞膜缺损处富集所必需的。因而可以推断TSP-15可能通过招募SYX-2等参与细胞膜修补的分子定位于细胞膜缺损处来帮助细胞膜进行修补。
：
请问本研究成果才能为理解大的膜损伤修补提供如何的帮助？
徐素宏研究员：
该研究借助线虫表皮细胞损伤模型，通过遗传学、快速活体显微成像、基因编辑和内源性标记等技术，在活体动物体内再度尝试解析单细胞大的膜损伤的内源性调控机制，发觉了新的膜修补关键蛋白（TSP-15）的可能转运途径，并联系了同已知膜修补蛋白（SYX-2)之间的互作关系。复旦学院俞立院士实验室近来也在Cell在线发表“of-to”。该研究报导了喂奶植物中四次跨膜蛋白4（）介导的细胞膜上大创口的修补。她们发觉在细胞膜遭到激光、去污剂、细胞焦亡和自然杀伤细胞造成的损伤后，会迅速地在损伤口富集并进一步组装产生微米级宏结构域（TEMA），以较大刚性的类环状结构限制创口的进一步扩张，实现膜损伤的快速有效修补，这为四跨膜蛋白怎么参与细胞膜损伤修补提供了好多理论参考，也为今后工作提供了好多启示。综合来看，未来的研究将探求（1）在动物体内，TSP-15怎样响应损伤并怎样利用囊泡或其他方法被快速定位于细胞膜缺损处；（2）损伤后不同时间段，TSP-15在创口处集聚而成的环状结构不仅有利于避免创口的扩张，是否还有其它功能；（3）以及TSP-15是否会作为一个招募平台来动态参与调控其他有关膜修补蛋白在创口处的集聚和功能。
作者介绍
徐素宏，湖北学院千人计划研究员，博士生导师。主要研究方向是细胞膜损伤感应和修补的内源性调控机制，借助线虫为模型举办了一系列研究（详见）。主要成果发表在Cell，，Cell等主流学术刊物上。
相关论文信息
论文原文登载于细胞出版新县下刊物上，点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文
▌论文标题：
ofTSP-15toinC.
▌论文网址：
(22)00413-0
▌DOI：