多泡体

Multivesicular Bodies 是细胞内吞途径中的一个关键细胞器，中文称为 多泡体。

核心定义与结构

多泡体 是晚期内吞体的一种特殊形态，其最显著的结构特征是：一个较大的囊泡（限制膜）内部包含了许多更小的腔内囊泡。

• 外膜（限制膜）：MVB的外层边界膜，将其与细胞质分隔开。

• 腔内囊泡：由限制膜向内出芽、掐断后形成，被包裹在MVB的腔内。这些ILVs的直径通常在50-80纳米。

• 腔内环境：MVB的腔与其内部的ILVs之间的空间，其pH值已经开始酸化（约5.5-6.0）。

这种独特的“囊中囊”结构是其执行功能的基础。

形成机制：ESCRT复合物的精妙调控

ILVs的形成是一个高度有序、被严密调控的过程，核心执行者是 ESCRT复合物。

ESCRT 是“运输所需的内体分选复合物”的缩写。它由多个蛋白复合物（ESCRT-0, -I, -II, -III）和辅助蛋白（如Vps4 ATP酶）组成，像一套精密的分子机器：

1. 识别与聚集：ESCRT-0和ESCRT-I/II识别并结合到内体膜上需要被分选进入ILVs的泛素化膜蛋白。

2. 出芽与成环：ESCRT-III在膜内侧组装成螺旋状聚合物，驱动膜向内凹陷、出芽。

3. 切割与脱离：Vps4 ATP酶消耗ATP，驱动ESCRT-III解聚，最终将芽的颈部切断，形成独立的ILVs，将货物蛋白包裹其中。

4. 命运决定：MVB随后有两个去向：

   • 与溶酶体融合：这是大多数MVB的命运。此时，MVB的限制膜与溶酶体膜融合，其内部的ILVs及所携带的货物被释放到溶酶体腔中，被彻底降解。因此，MVB是将膜蛋白靶向送至溶酶体降解的 “末班车”。

   • 与细胞膜融合：在某些细胞（如免疫细胞、干细胞）中，MVB可以与质膜融合，将其内部的ILVs以外泌体的形式分泌到细胞外，进行细胞间通讯。

核心功能

多泡体是细胞内部物流和信号调控的“交通枢纽”，主要有三大功能：

1. 膜蛋白的降解与信号下调

   • 这是MVB最基本的功能。当细胞表面的受体（如表皮生长因子受体EGFR）被激活并内吞后，它们会被泛素化标记，通过ESCRT machinery分选进入MVB的ILVs中。

   • 最终MVB与溶酶体融合，这些受体被降解。这是一个负反馈调节机制，能及时终止过强的信号传导，对维持细胞稳态至关重要。如果此过程失调，会导致持续的促生长信号，与癌症发生相关。

2. 外泌体的生物发生与细胞间通讯

   • 外泌体就是MVB与细胞膜融合后释放到胞外的ILVs。它们携带着母体细胞的“分子指纹”（蛋白质、脂质、mRNA、miRNA等）。

   • 外泌体可以被其他细胞摄取，从而传递信号、交换遗传物质，在免疫应答、神经元通讯、肿瘤微环境塑造、组织修复等过程中发挥关键作用。这是目前生物医学研究的一大热点。

3. 病毒出芽与细胞器重塑

   • 许多包膜病毒（如HIV）巧妙地“劫持”了细胞的ESCRT系统，利用类似的机制从宿主细胞膜上出芽，完成病毒颗粒的释放。

   • MVB形成的原理（膜向内出芽）也被用于其他细胞器的重塑，如细胞分裂时的脱落、受损核膜孔复合物的修复等。

与自噬通路的关系（与之前概念的联动）

MVB/晚期内吞体是自噬通路与内吞通路交汇的关键节点之一。

• 我们之前提到的 Amphisome，其形成就涉及到自噬体与晚期内吞体/MVB的融合。MVB为自噬体带来了内吞的货物，并与之一同等待被运往溶酶体。

• 因此，MVB可以被看作是内吞物流向最终降解站（溶酶体）前的集散中心，也是连接细胞外刺激（通过内吞）与细胞内清理（通过自噬）的桥梁。

研究意义与疾病关联

1. 神经退行性疾病：在阿尔茨海默病中，淀粉样前体蛋白的加工产物可能与MVB分选过程异常有关。帕金森病相关蛋白（如LRRK2）也被发现能调节MVB的运输。

2. 癌症：肿瘤细胞常分泌大量外泌体，这些外泌体能促进肿瘤生长、血管生成、免疫逃逸和远端转移。MVB-外泌体通路是重要的抗癌靶点。此外，癌基因信号的下调失灵（如EGFR无法通过MVB有效降解）也会驱动癌症。

3. 病毒感染：如前所述，许多病毒依赖ESCRT系统完成生命周期，因此针对ESCRT的药物是潜在的抗病毒策略。

4. 溶酶体贮积症：MVB运输至溶酶体的过程障碍，会导致废物在细胞内积累。

总结

多泡体是细胞内一个高度动态、结构独特的“分拣中心”和“通讯基站”。它通过精巧的ESCRT机制，决定了膜蛋白的命运：是进入溶酶体被降解回收，还是以外泌体的形式被打包送出执行远程信号传递。它不仅是内吞途径的“守门人”，也是连接内吞与自噬、沟通细胞内外的核心枢纽，在细胞稳态、发育和疾病中扮演着不可或缺的角色。