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张宏（中科院生物物理所）、丛尧（中科院上海生物化学与细胞研究所）
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兮
#细胞生物学#
由错误折叠的蛋白堆积形成的蛋白聚集体是导致很多人类疾病的重要原因，例如：神经退行性疾病、眼部病变、II型糖尿病等。蛋白聚集体的存在导致细胞内蛋白稳态的破坏并引起细胞死亡。在真核细胞中存在一个叫做细胞自噬的过程，可以通过形成双层膜结构的自噬体来选择性地吞噬并降解蛋白聚集体，这种选择性自噬称为聚集体自噬（aggrephagy）。选择性自噬是治疗神经退行性疾病的重要靶点，自噬体对聚集体的选择性是关键，但其中的具体机制一直不清楚。之前的研究表明，哺乳动物细胞中一些泛素结合受体(P62、NBR1和TAX1BP1等)可以通过结合聚集体上被标记的泛素链与自噬体膜上的关键蛋白LC3，从而将泛素化的聚集体运送到自噬体中进行降解。然而，由于这些受体的性质是结合泛素链，它们并不是特异性地介导聚集体自噬，有些受体也在其他类型的选择性自噬(线粒体自噬、溶酶体自噬和过氧化物酶体自噬等)中发挥受体作用。酵母和线虫中已经被报导特异参与聚集体自噬的特异受体，哺乳动物中是否存在聚集体自噬的特异受体以及其作用原理是否类似一直不清楚。
年4月1日，清华大学生命科学学院葛亮课题组（清华大学生命学院葛亮实验室博后和科研助理招聘）在Cell期刊上在线发表了题为CCT2isanaggrephagyreceptorforclearanceofsolidproteinaggregates的研究论文，发现了一种新型的聚集体自噬受体CCT2，并揭示了CCT2促进聚集体清除的具体机制。
为了寻找新型自噬受体，研究人员构建了体外系统：首先在细胞内诱导表达了导致亨廷顿疾病的突变蛋白mHTT-polyQ形成蛋白聚集体，然后用digitonin在细胞膜上打孔，再加入荧光标记的LC3蛋白，LC3蛋白就会被招募到聚集体上，以此来模拟蛋白聚集体对自噬体的招募过程(图1)。
图1.体外系统模拟蛋白聚集体招募自噬体
之后，根据聚集体上LC3荧光强度的不同，研究人员将蛋白聚集体分为两类：High-LC3IB和Low-LC3IB。通过质谱鉴定发现，在High-LC3IB中，除了富集了一些已知的自噬受体(P62、NBR1和TAX1BP1)外，还富集有很多分子伴侣蛋白。而其中有一个叫做CCT2的分子伴侣蛋白尤为富集（图2）。
图2.鉴定新型聚集体自噬受体的策略与CCT2的发现
随后发现，CCT2能够结合到蛋白聚集体上，并招募来自噬体以吞噬并降解多种*性蛋白聚集体，包括引起亨廷顿疾病的mHTT-polyQ、引起阿兹海默病的Tau(PL)以及引起肌萎缩侧索硬化的SOD1(G93A)，提示CCT2在介导蛋白聚集体的自噬性清除中发挥了重要的作用。
在对CCT2作为聚集体自噬受体的机制研究中，作者发现CCT2一方面可以通过C端的两个非经典的结合位点(VLL和VIL)与自噬体膜上的LC3蛋白相互作用，并将这两个结合位点命名为VLIR(V-LC3-interactingregion)motif；另一方面，CCT2可以通过apicaldomain与聚集体蛋白结合，以此介导聚集体的自噬性清除。与传统的泛素结合受体(P62、NBR1和TAX1BP1等)不同的是，CCT2与聚集体的结合不依赖于聚集体的泛素化，而是通过apicaldomain来结合聚集体。CCT2的apicaldomain是其作为分子伴侣时结合错误折叠蛋白的结构域，而蛋白聚集体正是由大量错误折叠蛋白堆积而成，因此，CCT2很有可能是特异性地介导聚集体自噬的受体。为了验证这一点，作者还检测了CCT2对线粒体自噬的影响，发现CCT2并不影响线粒体自噬，进一步体现了CCT2的特异性。
越来越多的研究表明，*性蛋白在形成聚集体的过程中会首先发生液-液相变，形成液态的凝集颗粒，然后逐渐固化形成固态的聚集体。已经报导的自噬受体（包括哺乳动物细胞、酵母和线虫）都是参与降解含有流动性的聚集体。重要的是研究人员发现，CCT2特异性地降解固态的聚集体，而非液态的凝集颗粒。该特性在酵母中也是保守的。CCT2与传统聚集体自噬受体在对聚集体状态选择上的差异，提示它们可能在聚集体形成的不同时期发挥作用。相比于液态聚集体，固态的聚集体更难以被清除，而疾病状态下的聚集体往往是固态形式。研究提示CCT2对固态聚集体的清除作用可能使其在疾病的治疗中更有优势(图3)。
图3.聚集体的状态变化以及CCT2介导固态聚集体的清除
CCT2是分子伴侣TRiC(TCP-1ring