胞吞作用

胞吞作用(英語:endocytosis),又稱內吞作用或入胞作用,指细胞通过质膜内陷并形成由细胞膜包裹的囊泡,将外界大分子、颗粒或其他细胞摄入胞内的过程。胞吞是细胞与外界交换物质、感知环境信号、调节膜成分与受体数量的重要机制,与简单扩散和转运蛋白介导的小分子跨膜转运不同,主要用于摄取蛋白质、脂质、多糖、大颗粒、病原体甚至其他细胞(见吞噬作用)。
分类与主要途径
[编辑]胞吞根据机制与摄取对象可分为若干类型:
吞噬作用(phagocytosis):主要由专职吞噬细胞(如巨噬细胞、吞噬细胞)通过伪足包裹大颗粒、病原体或凋亡细胞,形成吞噬体并与溶酶体融合消化。
胞饮作用(pinocytosis):非专一性摄取细胞外液及悬浮颗粒,常见于多种细胞以维持液相摄取。
受体介导的胞吞(receptor-mediated endocytosis):细胞通过膜受体识别配体并触发内吞,可实现高效、选择性的物质摄取。
以结构与辅助蛋白区分的内吞途径还包括 网格蛋白介导胞吞(clathrin-mediated endocytosis, CME)、小窝/穴蛋白介导(caveolin-mediated)、各种网格蛋白非依赖性途径(clathrin-independent endocytosis, CIE)、快速内吞(fast endophilin-mediated endocytosis, FEME)、以及巨胞饮(macropinocytosis)等。
在许多哺乳细胞中,CME 是最为经典且研究最深入的内吞途径:上游受体/配体复合物通过适配子(例如 AP-2)募集网格蛋白(clathrin)在膜面形成被覆小窝,随后动力蛋白(dynamin)促成囊泡从膜上裂离。除了 clathrin、AP-2 与 dynamin 外,内吞过程还常涉及各种适配子、BAR 域/SH3 域蛋白、actin 骨架重构因子及膜磷脂信号(如 PIP2/PIP3)。
内体成熟与分选
[编辑]内吞形成的囊泡逐步成熟为早期内体、晚期内体,并可与溶酶体融合以进行降解或经过回收途径将受体回送至细胞膜。内体的酸化由液泡型 ATP 酶(V-ATPase)驱动,使早期内体 pH 下降至约 6.0–6.5,晚期内体进一步降至约 5.0–5.5,与溶酶体融合时可低至 4.5–5.0。酸化与膜蛋白的分选、泛素化等共同决定内吞货物的命运(降解或回收)。
生理功能与应用意义
[编辑]胞吞在营养摄取、受体信号调控、抗原递呈、病原体入侵与清除以及细胞迁移等方面均有核心作用。在药物与纳米载体给药研究中,颗粒大小、表面配体与膜相互作用决定其首选内吞通路:一般而言,直径约 50–200 nm 的颗粒可能通过 CME 或其它小囊泡途径内化,而大于 ~200 nm 的颗粒更可能通过巨胞饮或吞噬进入细胞。因此理解内吞机制对靶向递药、疫苗递送与基因载体设计至关重要。
历史
[编辑]“胞吞作用”概念的提出与早期研究推动细胞吞噬与内吞机制的发现,现代分子层面的研究自 20 世纪中期以来快速发展。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]外部連結
[编辑]- A comprehensive review of endocytosis and endocytic mechanisms by Doherty and McMahon[失效連結]
- Endocytosis at biologyreference.com (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Endocytosis - researching endocytic mechanisms at endocytosis.org (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Clathrin-mediated endocytosis (页面存档备份,存于互联网档案馆) ASCB Image & Video Library
- Types of Endocytosis (Animation) (页面存档备份,存于互联网档案馆)
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