论文标题： Exploring lysosomal biology: current approaches and methods

期刊：Biophysics Reports

作者：尹秋媛，杨崇林（云南大学 研究中心）

发表时间：2024年1月

DOI：10.52601/bpr.2023.230028

溶酶体在细胞内起着重要的物质降解作用，其由单层磷脂膜包裹，内部维持着约为 pH 4.6~5.2的酸性环境，为多种水解酶发挥降解功能提供了必要条件。

溶酶体主要负责降解经过内吞或胞吞作用进入细胞的物质，以及通过细胞内自噬作用产生的底物，实现物质的循环再利用，维持细胞稳态。此外，溶酶体还与其他细胞器相互作用，调控诸如钙离子平衡、脂质转移、胆固醇稳态、细胞外泌、抗原呈递及质膜修复等多个重要的生物学过程。

近年来的研究表明，溶酶体在细胞内外的信号转导中扮演着关键角色，能够响应多种信号，从而调整适应性，维持细胞和自身的稳态。溶酶体功能缺陷会导致多种重大疾病的发生，包括70多种溶酶体贮积症、神经退行性疾病，以及癌症等。

为了更深入地研究溶酶体稳态及功能的机制，目前已经在不同的实验体系中发展了许多研究方法和工具。该综述总结了目前在“培养细胞”、“秀丽线虫”、以及“小鼠”三个最为常用的模式中，研究溶酶体常用的方法和工具，为相关研究提供了参考及借鉴。

许多溶酶体的基础及功能研究在培养细胞中得到了开展和推进。利用溶酶体特异蛋白的抗体、染料及基因表达载体，可对溶酶体进行定性，开展酸化、成熟、完整性及生物发生等多方面的研究。

得益于秀丽线虫(C. elegans)短暂的生命周期、完整的基因组和强大的遗传工具，为研究溶酶体稳态和功能提供了独特的遗传学和细胞生物学研究系统。此外，秀丽线虫为发育和衰老过程中的溶酶体研究提供了最直观的体系。在线虫中，溶酶体可以通过转基因表达带有荧光蛋白的溶酶体蛋白来标记，例如NUC-1和SCAV-3等。目前已经开发了多种方法来研究溶酶体的成熟、酸化和水解活性。溶酶体水解酶NUC-1与GFP和CHERRY串联表达的线虫株系，可用于研究线虫中溶酶体的成熟、完整性，以及追踪其动态变化等。

在以小鼠作为模式对溶酶体进行在体研究时，通过对小鼠中的组织学和体内成像研究，可以全面了解溶酶体功能在整个生物体水平上的情况。已经有几个实验室开发了表达自噬或溶酶体蛋白的转基因小鼠模型，促进了在哺乳动物中的溶酶体研究。多种组织细胞特异表达溶酶体特征基因的转基因小鼠模型，例如神经细胞特异表达LAMP1的NeuLyso-Tag小鼠、全身表达TMEM192的“LysoTag”小鼠，以及神经特异表达mRFP-GFP-LC3的TRGL小鼠，促进了对溶酶体功能和重要性的认识和理解。

该综述总结的常用方法和手段为溶酶体基础研究提供了重要的参考和指导，为深入了解溶酶体的功能和稳态提供了初步框架，为探索溶酶体生物学提供了一个坚实的起点。

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