景杰重磅推荐丨外泌体蛋白质组学揭示植物免疫新机制

景杰编者按：印度印第安纳大学的Roger W. Innes教授研究团队，在植物学著名期刊Plant Physiology上首次发表了对植物细胞外囊泡（Extracellular vesicles, EV）的分离提取方法，并利用基于质谱的蛋白质组学分析方法，揭示了植物胞外囊泡在植物先免疫过程中发挥的作用。景杰生物作为全球蛋白质及蛋白质修饰的领跑者，可以为您提供从组学筛选到抗体定制的全套方案，为您的科研助一臂之力。

外泌体是一类细胞外囊泡，通过运输蛋白和小RNA在哺乳动物细胞间信息传递过程中发挥着重要作用。植物也能产生EV，尤其是在响应病菌侵染过程中可分泌EV。但是植物EV中包含哪些蛋白，它们有何种功能还是未知的。

哺乳动物细胞中产生的EV，通常采用过滤和离心的方法，从细胞培养基和体液中进行分离。Roger W. Innes等采用类似的方法从拟南芥叶片的质外体液中分离EVs，发现40,000 g转速离心适合EV的分离。

在植物EV中表达的蛋白还没有被报道。但是，研究显示突触融合蛋白PEN1与细胞外膜的物质有关，可能被包裹到外泌体中。Roger W. Innes等通过免疫印迹比较GFP-PEN1转基因植株和非转基因植株叶片EV蛋白中GFP蛋白的表达，证实了PEN1为拟南芥叶片EV中表达的蛋白。为了进一步纯化EVs，Roger W. Innes等采用不连续的碘克沙醇密度梯度离心从GFP-PEN1转基因植株叶片中分离了EVs。经过17 h的离心，将EVs分成了12个组分，并用GFP的抗体进行免疫印迹验证。

为了进一步研究植物EVs中蛋白的组成及其潜在的功能，Roger W. Innes等利用质谱技术对GFP-PEN1植株叶片中分离的EVs蛋白进行分析，共鉴定了598个蛋白。通过与拟南芥全蛋白组进行比较分析发现，EV蛋白显著参与了生物胁迫和非生物胁迫响应过程，包括防御相关蛋白RPM1-INTERACTING PROTEIN4 (RIN4)、硫代葡萄糖苷转运蛋白PEN3和NRT1等，ROS信号蛋白PLDα，氧化胁迫响应蛋白ANNEXIN1等。进一步比较分析防御胁迫对拟南芥叶片外泌体分泌的影响，结果显示假单胞杆菌侵染或激素SA处理后外泌体分泌的含量为侵染前的两倍，表明拟南芥EV参与了植物对生物胁迫的防御过程。

综上，本研究首次分离纯化了植物EVs，并利用基于质谱的蛋白质组学技术对EVs中的蛋白种类和功能进行系统的分析，揭示了植物EVs广泛的参与了植物对生物胁迫和非生物胁迫的响应过程，尤其在植物免疫过程中发挥着重要的作用。

参考文献：

Rutter, B. D. and R. W. Innes (2017). "Extracellular Vesicles Isolated from the Leaf Apoplast Carry Stress-Response Proteins." Plant Physiol 173(1): 728-741.