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美好的一周又开始了。这周末小薇师姐在整理国自然热点文章时发现，“细胞间交互”可谓是国自然研究中的一个经典思路了，发文量越来越高。但是今天，小薇师姐来给大家分享的却不是这个方向的文章，而是一篇以“细胞器间交互”为研究角度的文章，同时汇聚了线粒体、糖酵解、代谢重编程、多组学等多个国自然热点，内容丰富，角度新颖，技术涉及广泛，因此也让审稿人眼前一亮，一起来研究一下吧！
这是一篇由韩国研究团队今年1月发表在Cancer Communications上的文章，影响因子20.1。本文利用多组学结合体内外实验的方法对TM4SF5在肝细胞线粒体-溶酶体接触位点（MLCSs）的作用进行了研究，揭示了TM4SF5在肝细胞代谢重编程中的关键作用。想要同样以细胞器间交互为研究内容的小伙伴们，这篇文章真的很值得一读哦！
1.本文利用多组学分析展示了TM4SF5在肝细胞线粒体-溶酶体接触位点（MLCSs）功能的全面视图。这种方法不仅揭示了TM4SF5在蛋白质层面的相互作用网络，还通过mRNA测序证明了其在基因表达调控中的作用。
2.本文通过气相色谱-质谱（GC-MS）和液相色谱-质谱（LC-MS）技术的联合应用，对线粒体中的胆固醇和其他脂质分子，以及蛋白质表达的变化进行了定量分析，揭示了TM4SF5在脂质代谢中的关键作用。
3.本文通过生物信息学方法和一系列体内外实验预测了TM4SF5与胆固醇的结合模式，为理解TM4SF5在胆固醇转运中的功能提供了直接证据。
（ps：现在国自然热点中“细胞间交互”的研究越来越多了，如果你想让文章更具有创新性，不妨来试试本文中“细胞器交互”的研究思路，不仅可以在研究内容上更新颖，而且在临床研究上也具有重要意义。对这方面有想法的小伙伴们可以来联系小薇师姐哦~课题评估、方案设计、数据分析、服务器租赁，全方位帮助大家解决科研难题。）
题目：通过富含 TM4SF5 的线粒体-溶酶体接触位点的胆固醇输出来进行葡萄糖介导的线粒体重编程公众号回复“123”领取原文PDF，文献编号：20241105跨膜 4 L 六家族成员 5 (TM4SF5) 在亚细胞内易位并具有代谢功能，但尚不清楚细胞内 TM4SF5 易位如何与代谢环境相关。因此，了解 TM4SF5 到亚细胞内体膜的运输动态如何与代谢的调节作用相关是很有意义的。本研究利用体外细胞和体内动物系统，通过免疫荧光、基于邻近标记的蛋白质组学分析、细胞器重建等方法，探讨了 TM4SF5 定位在线粒体-溶酶体接触位点 (MLCS) 的代谢意义。研究揭示了TM4SF5在肝细胞中的MLCSs定位。研究发现与空载体（EV）转染的细胞相比，TM4SF5过表达的SNU449肝细胞显示出更多的MLCSs形成，这一结果在共聚焦显微镜分析mCherry-TM4SF5（红色）与mito-GFP（绿色）的共定位以及与LAMP1（蓝色）的免疫染色得到验证。研究者利用APEX2-TM4SF5技术的透射电子显微镜图像进一步揭示了溶酶体和邻近线粒体之间的APEX2染色（即黑色点），证明了TM4SF5在MLCSs中的定位。这些结果表明TM4SF5在肝细胞中MLCSs的形成和功能中起着重要作用。 2.细胞外葡萄糖补充导致 TM4SF5 易位至 MLCSs研究者对细胞外葡萄糖补充后TM4SF5在肝细胞MLCSs的转位现象进行了探究。实验结果发现在葡萄糖缺失后重新补充的条件下，TM4SF5在mCherry-TM4SF5转染的SNU449细胞中定位于溶酶体，并且这种定位随着时间的推移而增强，在葡萄糖补充后TM4SF5在溶酶体的富集增加。然而，TM4SF5与细胞膜上的ZO1或EGFR的共定位在葡萄糖补充后减少，TM4SF5与MLCSs的共定位在葡萄糖补充后30分钟增加，并在60分钟后恢复到基线水平。这些结果表明，TM4SF5对细胞外葡萄糖水平变化响应迅速，在MLCSs的形成和调节中发挥重要作用。 图2 细胞外葡萄糖补充导致TM4SF5转位到MLCSs3.MLCS上TM4SF5-FK506结合蛋白8(FKBP8)的连锁为了进一步探究TM4SF5与FK506结合蛋白8（FKBP8）在MLCSs的联系，研究者通过TurboID邻近标记技术发现TM4SF5在MLCSs的富集与FKBP8的相互作用有关。实验结果表明，TM4SF5的表达增加了与线粒体标记物共定位的自噬相关蛋白LC3B的信号，表明TM4SF5可能与调节线粒体相关的自噬活动有关。此外，研究发现TM4SF5与FKBP8的相互作用在葡萄糖补充后30分钟达到峰值，随后下降，这种相互作用依赖于TM4SF5的棕榈酰化和正确的亚细胞定位。这些结果揭示了TM4SF5在形成MLCSs和调节线粒体功能中的关键作用。 4.蛋白质聚集在富含 TM4SF5 的 MLCSs 上的线粒体动力学研究对TM4SF5富集的MLCSs对线粒体动态影响的观察结果表明，TM4SF5在MLCSs的存在与线粒体碎片化有关，TM4SF5阳性SNU449细胞的线粒体比阴性细胞的线粒体更小，且TM4SF5表达减少了葡萄糖补充后线粒体的长度。蛋白质邻近标记实验结果表明，与TM4SF5富集的MLCSs相关的线粒体动态调节蛋白DRP1，与TM4SF5的相互作用增强，DRP1介导的线粒体分裂。这些结果表明，TM4SF5可能通过影响线粒体动态和线粒体自噬来调节细胞代谢。 图4 通过聚集在TM4SF5富集的MLCSs上的蛋白质进行的线粒体动力学通过进一步探究TM4SF5富集的MLCSs与胆固醇代谢之间的关系，结果表明，与TM4SF5基因敲除（KO）小鼠相比，野生型（WT）小鼠的肝脏组织中胆固醇代谢增强，TM4SF5表达与胆固醇合成的关键酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGCR）的表达呈正相关。质谱分析显示TM4SF5-KO小鼠的肝细胞线粒体中胆固醇水平显著较低。此外，研究发现TM4SF5在体外和体内都能通过NPC1和FKBP8促进胆固醇从溶酶体到线粒体的转运。这些结果揭示了TM4SF5在葡萄糖刺激下向线粒体的胆固醇转运中发挥重要作用，可能与肝脏疾病的进展和肝癌的发展有关。 图5 富含TM4SF5的MLCSs与胆固醇代谢的关系6.富含 TM4SF5 的 MLCSs 将溶酶体胆固醇输出至线粒体研究者对TM4SF5富集的MLCSs在促进溶酶体胆固醇向线粒体转运中的作用进行了进一步分析。实验结果表明TM4SF5能够直接与胆固醇结合。并且体外重组实验发现TM4SF5的表达增加了葡萄糖补充后溶酶体胆固醇向线粒体的转运，而抑制则效果相反。进一步的研究表明，NPC1和FKBP8的参与对于TM4SF5介导的胆固醇转运至线粒体至关重要。这些结果表明了TM4SF5在调节细胞内胆固醇动态平衡中的关键作用。 图6 富含TM4SF5的MLCSs将溶酶体胆固醇输出到线粒体7.富含 TM4SF5 的 MLCS 对细胞呼吸重编程的代谢影响最后，研究者进一步揭示了TM4SF5富集的MLCSs对细胞呼吸重编程的代谢影响。研究结果表明，与WT小鼠相比，TM4SF5转基因（TgAlb-Tm4sf5）小鼠肝细胞中线粒体的电子传递链（ETC）复合体I的组分显著减少，TM4SF5抑制导致Huh7细胞中ETC复合体I的活性增强。活细胞成像结果表明胆固醇在TM4SF5附近的线粒体发生分裂的频率增加。这些结果表明，TM4SF5通过MLCSs介导的胆固醇转运可能损害了线粒体ETC复合体I的完整性，但保持了TCA循环的完整性，细胞呼吸效率降低，糖酵解过程增加。 图7 富含TM4SF5的MLCSs对细胞呼吸重编程的代谢影响本文的研究方向以细胞器间交互为出发点，聚焦于蛋白质组学，mRNA测序，分子对接及一系列体内外实验，揭示了TM4SF5在肝细胞MLCSs的重要作用。这一创新性显著的思路为肝癌治疗提供了新的潜在靶点，轻松拿下20分+SCI。还在犹豫什么?如果你也对这种干湿结合的思路感兴趣，但不确定如何能将方法与自己的研究内容紧密的结合起来，随时来联系小薇师姐。如果在研究过程中遇到困难也不要怕，这里有专业团队为你解答，从项目评估到方案设计，再到个性化数据分析，全程为您的科研之路保驾护航，有需要的快来滴滴吧！ 小薇公众号持续为大家带来最新医学思路，更多创新性分析思路点击往期推荐。想复现这种思路或者定制更多创新性思路欢迎直接call小薇师姐，竭诚为您的科研助力！
