Caco-2肠上皮细胞中微管组织及其参与质膜蛋白的生物遗传途径

我们通过激光扫描共聚焦显微镜对人类肠道上皮细胞系Caco-2中微管的三维组织进行了表征。微管在顶端与细胞表面平行形成约4微米厚的致密网络，在基底极形成1微米厚的松散网络。在顶端束和基底束之间，微管平行于细胞主轴，集中在侧膜附近。秋水仙碱处理4h后，99.4%的微管微管蛋白解聚。代谢脉冲追踪结合区域选择性生物素化、免疫和链霉亲和素沉淀，研究微管在四个顶端和一个基底外侧标记物的分选和靶向中的作用。最近研究表明，顶端蛋白通过直接和跨细胞（通过基底外侧膜）途径到达Caco-2细胞的顶端表面。秋水仙碱处理减缓了顶端蛋白和基底外侧蛋白向细胞表面的转运，但对顶端蛋白的影响要大得多，并影响直接和间接途径。微管破裂对顶端蛋白分布的最终影响取决于对照细胞中单个标记物的稳态极化程度。氨肽酶N（APN）和蔗糖酶异麦芽糖酶（SI）在秋水仙碱处理后仍相对极化（9倍），它们通常会达到高度极化分布（顶端比基外侧高110倍和75倍）。APN和SI极性的降低主要是由于残余基底外侧表达增加（占对照总表面表达的10%），因为80%的新合成的APN在没有微管的情况下仍以较慢的速度运输到心尖表面。碱性磷酸酶和二肽基肽酶IV通常只达到较低的顶端极性水平（20小时追踪后四次和六次，稳定状态下九次和八次），在秋水仙碱的存在下，由于向顶端表面的传递较慢，在基底外侧表面的停留时间增加，因此根本没有极化。秋水仙碱处理的细胞在基底外侧表面和大的细胞内空泡中显示出微绒毛或其他顶端标记的异位定位。微管破裂也会影响顶端和基底外侧介质的极化分泌。因此，完整的微管网络有助于通过直接和间接途径将顶端蛋白运输到Caco-2细胞的细胞表面；这种作用似乎对一些顶端质膜蛋白的最终极性至关重要，但对其他蛋白来说只是一种增强因子。