陈晓亚研究组绘制拟南芥叶片胞外囊泡脂质图谱学术资讯

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胞外囊泡（Extracelluar Vesicles, EVs）是细胞释放的载有生物分子的脂质双层膜囊泡，在生物中广泛存在。在哺乳动物中，EV可以改变细胞微环境，诱导机体免疫反应以及细胞组织再生等过程。植物是固着生长的自养生物，EV对生长发育和环境适应具有特殊的意义；它们不仅是排放胞内物质的“集装箱”，更是继胞间连丝（Plasmodesmata, PDs）后发现的另一种介导细胞之间及细胞与外部环境的物质交流与信号传递的膜性介质。已知植物EV含有核糖核酸和蛋白质，在植物的抗病抗逆反应与生物互作过程中发挥作用。但作为膜脂包被的纳米级小泡，迄今对其脂质构成尚缺乏系统的了解。

近日，Molecular Plant 在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚研究组题为Lipidomic analysis reveals the importance of GIPCs in Arabidopsis leaf extracellular vesicles的研究论文，报道了拟南芥叶片胞外囊泡的脂质图谱，并揭示鞘脂GIPCs在胞外囊泡分泌过程中具有重要作用。

该研究以拟南芥材料，对莲座叶EV脂质组做了比较全面的分析，发现EV富含一类特殊的鞘脂成分：葡糖肌醇磷酸神经酰胺（Glycosyl-inositol-phosphoceramides, GIPCs）。已知拟南芥四次跨膜蛋白TETRASPANIN 8（TET8）与EV有关，tet8 突变体EV分泌显著减少。研究组刘宁菁博士发现，该突变体叶细胞中GIPCs的含量明显降低，仅为野生型的22%。GIPCs主要分布在细胞表面膜系统，极性头基带负电，可感知响应盐胁迫和病原真菌毒蛋白，在植物应对生物及非生物胁迫的过程中发挥关键作用。

flg22是细菌型病原菌鞭毛蛋白中一段高度保守的多肽，可以特异激活植物细胞的免疫反应，产生大量活性氧（ROS）。在tet8 突变体中，flg22诱导产生的ROS明显减少。有趣的是，外源补充GIPCs可使野生型和tet8 突变体植物释放更多的EVs，由flg22诱发产生的ROS也显著增强。由此可见，脂质成分和胞外囊泡与植物的抗病性密切相关。

综上，该文绘制了植物EV脂质构成图谱，揭示了鞘脂GIPCs的特征性富集，为深入研究植物EV打开了一扇新的窗户。

图一、拟南芥莲座叶胞外囊泡脂质组学分析。拟南芥莲座叶细胞分泌的胞外囊泡（EVs）主要由磷脂（Phospholipids, Phs）、鞘脂（Sphingolipids, Sphs）和甾醇（Sterols）构成，其中鞘脂成分几乎都是葡糖肌醇磷酸神经酰胺（GIPCs）。在正常生长状态下，拟南芥tet8 突变体EVs的分泌量减少，约为野生型的60%；叶片脂质分析发现tet8 突变体的GIPCs含量仅为野生型的22%，但两者分泌的EVs的脂质构成基本相似。

博士后刘宁菁为论文第一作者，王凌健副研究员以及研究生王宁、包晶晶、朱慧贤对该工作做出了贡献，该研究得到分子植物卓越中心电镜平台的大力帮助。该工作获得国家自然科学基金、中国科学院的资助。

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