MDCK上皮细胞Na/K-ATP酶极性产生的机制层次

我们研究了在两个MDCK II细胞克隆的基底侧膜中产生Na/K-ATP酶极化分布的机制。这两个克隆在稳定状态下均表现出顶端和基底侧膜标记蛋白的极化分布，包括Na/K-ATP酶。然而，新合成的Na/K-ATP酶从高尔基复合体传递到一个克隆（II/J）的顶侧膜和基底侧膜，以及另一个克隆的基底侧膜（II/G）；Na/K-ATP酶选择性地保留在基底侧膜中，从而在两个克隆中产生完整的细胞表面极性。另一种基底侧膜蛋白E-cadherin在两个MDCK克隆中都被分选到基底侧膜，这表明克隆II/J细胞中基底侧膜蛋白质没有普遍的分选缺陷。在克隆II/G细胞中，糖基-磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白（GP-2）和鞘糖脂（葡萄糖基神经酰胺，GlcCer）优先转运到顶膜，但在克隆II/J细胞中，GP-2和GlcCer同样传递到顶膜和基底侧膜，类似于Na/K-ATP酶。为了研究GlcCer、GP-2和Na/K-ATP酶分类之间的这种明显的相互关系，真菌代谢产物伏马菌素B1（FB1）抑制了克隆II/G细胞中鞘磷脂的合成。在FB1存在下，GP-2和Na/K-ATP酶被传递到心尖膜和基底侧膜，类似于克隆II/J细胞；FB1对E-cadherin在II/G细胞基底侧膜的分选无影响。添加外源神经酰胺以绕过FB1阻滞，分别恢复了GP-2和Na/K-ATP酶对顶膜和基底侧膜的分选。这些结果表明，Na/K-ATPase的完整细胞表面极性的产生涉及高尔基复合体和质膜中的一系列分选机制，MDCK细胞高尔基复体中的Na/K-ATP酶分选可能通过排除顶端通路来调节。这些结果也为其他顶端和基底侧膜蛋白的分选途径提供了新的见解。