转运蛋白颗粒（TRAPP）复合体II与小G蛋白Rab18对哺乳动物细胞内脂滴调控及参与肝纤维化病理进程的机理研究

Eukaryotic cells store excess lipids in lipid droplets (LDs). LDs are the core of maintaining the balance of lipid metabolism in cells. Disturbance of lipid metabolism is closely related to the pathogenesis of several human diseases, including obesity, fatty liver disease and atherosclerosis etc. A wide range of proteins are present on the surface of LDs, which extensively regulate lipid droplet formation, fusion, movement, utilization and the communication with other organelles. In these proteins, the small GTPase Rab18 contributes greatly to lipolysis, but the mechanism is still unknown. Rab18 involved lipolysis plays key role on hepatic stellate cell (HSC) activation and liver fibrosis. Our previous studies have shown that the transport protein particle complex II (TRAPPII) serves as a Guanine nucleotide exchange factor (GEF) to activate and recruit Rab18 to the surface of LDs. On the basis of this study, we used tandem affinity purification / mass spectrometry (TAP/MS) to identify the interacting proteins of GTP formed Rab18 and obtained CGI-58 as the candidate effector. Moreover, we also found a specific subunit which is present only in Rab18 bound TRAPPII complex but not in Rab1’s. All these findings suggest that the mechanism of TRAPPII-Rab18 on lipid droplet regulation deserves to be further studied. And the exploration of how TRAPPII-Rab18 involving in the pathological process of liver fibrosis is hopeful to bring new ideas for the prevention and treatment of hepatic fibrosis.

脂滴是真核细胞贮存中性脂肪的细胞器，是细胞脂代谢平衡的核心。脂代谢紊乱，与肥胖，脂肪肝及动脉粥样硬化等疾病的发生发展密切相关。脂滴表面蛋白是维持脂滴结构与生理功能及调控脂代谢的关键。其中，小G蛋白Rab18被认为在脂滴的调控中发挥重要作用，但其参与调控的机理仍不明确。在肝星形细胞中，Rab18参与的脂解过程是细胞活化及肝纤维化发生的核心环节。我们前期的研究发现，转运蛋白颗粒复合体II(TRAPPII)作为鸟苷酸交换因子催化Rab18为GTP活性形式并定位于脂滴表面。我们通过串联亲和纯化/质谱法进一步得到CGI-58为活化的Rab18-GTP的互作蛋白。我们还发现与Rab18及Rab1结合的TRAPPII存在亚单位的差异。这些发现为深入理解TRAPPII-Rab18调控脂滴的机理提供了重要线索。而将来对TRAPPII-Rab18参与肝纤维化病理进程的探索则有希望为该病的防治带来新的思路。

脂滴是真核细胞贮存中性脂肪的细胞器，是维持细胞脂代谢平衡的关键细胞器。小G蛋白Rab18被认为是调控脂滴生成与利用的关键因子，但机理不明。我们前期的研究发现，转运蛋白颗粒复合体II（TRAPPII)作为鸟苷酸交换因子催化Rab18-GTP形成并定位在脂滴表面。我们li用串联亲和纯化的方法筛选到CGI-58为Rab18的互作蛋白。本项目在前期工作基础上，通过免疫共沉淀，免疫荧光，实时定量PCR等方法，揭示了TRAPPII-Rab18对脂代谢调控的机理。我们发现，当细胞脂肪动员时，CGI-58会从一部分脂滴表面转移到Rab18GTP阳性的脂滴表面。由于CGI-58是脂解关键酶ATGL的激活剂，这也解释了为什么Rab18总是定位在部分缺少ADRP标记的脂滴表面。在肝胶质细胞中，脂肪动员是导致肝纤维化的关键环节。我们发现当TRAPPII基因敲除导致Rab18失活后，一系列肝纤维化的相关基因均表达下降，提示肝纤维化进程受阻。因此，TRAPPII可能成为将来抑制肝纤维化的药物靶点。. 此外，我们还对Rab18及其它TRAPP蛋白在自噬中的作用进行了研究。发现Rab18直接与自噬相关蛋白P62互作并影响自噬体的形成；Trappc8通过调控Rab26影响自噬体与溶酶体的融合；Trappc12通过与TBC1D5的互作影响Rab7活性，从而调控自噬体与溶酶体的融合。

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