揭示内吞囊泡与高尔基体反面囊膜（TGN）之间的相互作用

高尔基体，尤其是TGN，被认为是囊泡转运的枢纽，这需要囊泡与其进行相互作用。通过分析高尔基体和内吞囊泡的膜结构，我们旨在深入探讨内吞囊泡与TGN的相互作用过程。我们首先研究了TGN在与囊泡相互作用过程中的结构变化。我们通过对A549细胞进行mDsRed-Golgi-7和EGFP-Rab5的瞬时共转染，来分别标记TGN和早期内含体。EGF刺激后，利用成像对它们的相互作用过程进行了1 h 52 min的追踪，我们直观地成像了内吞囊泡与TGN之间的高度动态的相互作用网络，包括活跃性运动的囊泡和显著动态的TGN。TGN表现出明显的动态，但最终保持了几乎恒定的形态，正如图a圆圈区域所示。事实上，一项早期的研究已经推测TGN是一个相对稳定的结构，我们的发现为这一推测提供了直接的证据。然而，调节TGN稳定性的机制仍需进一步研究。
为了揭示TGN稳定性的潜在机制，我们探索了内吞囊泡与TGN相互作用的方式。如图b中箭头所示，囊泡与TGN相互作用，表现为短暂接触，随后立即离开，而不是经历完全的膜融合。我们通过分析EGF和EGFR与TGN在内吞后不同时间点的共定位，进一步证实了这种相互作用方式。从三色重叠图像（图c）中，我们发现在内吞过程的早期阶段（15-30 min），含EGFR与含EGF的囊泡与TGN均未产生明显共定位。在45 min和1 h时，尽管囊泡已经移至TGN区域，但它们与TGN仅有较弱的共定位，d图像进一步支持了这一发现。这些发现得到了基于Pearson相关系数的共定位分析支持（图d）。
总之，这些结果表明胞吞囊泡通过接触后即离开的方式与TGN进行交流。这种节能而有效的方式在保持TGN稳定性方面发挥了重要作用。考虑到膜融合原理和膜的结构特征，接触后即离开的方式是TGN外膜致密的蛋白层阻碍了脂质在囊泡膜和TGN膜之间插入的结果。根据以上结果，我们推断TGN膜的结构特征可能维护了其稳定性。

如图  TGN形态的动态变化以及TGN与内吞囊泡之间的相互作用。（a）在与内吞囊泡相互作用期间TGN形态保持稳定。用mDsRed-Golgi-7和EGFP-Rab5瞬时转染A549细胞，来分别标记TGN和早期内含体，然后用Alexa Fluor 647-EGF（100 ng / mL）对细胞进行刺激。利用活细胞成像追踪它们相互作用过程。0分钟时间点表示示踪过程的启动时间。图像中顶行中的白色圆圈和正方形表示反高尔基体（TGN）区域。1小时52分钟的时间点表示整个示踪过程。图像底行中的白色圆圈和正方形对应于顶行中指示的相同TGN区域。标尺为5 μm。（b）内吞囊泡通过kiss-and-run方式与TGN动态相互作用。稳定表达EGFP-EGFR 的A549细胞瞬时转染mDsRed-Golgi-7。然后，用Alexa Fluor 647-EGF刺激A549细胞，并通过实时成像追踪。箭头指向内吞囊泡，显示其与TGN相互作用的过程。（c）内吞的EGF，EGFR和TGN的共定位。图中展示了代表性的图像。标尺为10 μm。