【文献速递】邻位连接技术（PLA）在细胞器相互作用中的应用

在神经科学研究领域，细胞死亡机制一直是关注的重点，尤其是与神经退行性疾病相关的细胞死亡形式。荷兰格罗宁根大学的研究人员在2025年发表了“Regulation of calcium signaling prevents neuronal death mediated by NIST DEP in xenoferroptotic cell death conditions”，此项研究聚焦于调节钙信号对神经元死亡的保护作用，通过研究NIST DEP（柴油尾气颗粒物）在异种铁死亡细胞死亡条件下对神经元的影响，为我们深入理解环境因素如何影响神经细胞死亡提供了重要线索。

图1 调节钙信号可防止 NIST DEP 在异种铁死亡细胞死亡条件下介导的神经元死亡

研究者们采用HT22细胞（小鼠海马神经元样细胞）作为模型，评估了NIST DEP对RSL-3（一种铁死亡诱导剂）诱导的铁死亡的影响。实验结果显示，NIST DEP单独处理对HT22细胞的存活率影响不大，但与RSL-3联合使用时，显著增强了RSL-3诱导的铁死亡，且呈浓度依赖性。这一发现表明NIST DEP可能通过某种机制加剧了铁死亡过程。

为了深入探究其机制，研究者们进一步分析了细胞内钙水平的变化。结果发现，NIST DEP和RSL-3联合处理显著增加了细胞内和线粒体内的钙水平。钙作为重要的信号分子，其在细胞内的浓度变化对多种细胞功能具有调节作用。研究者们推测，钙水平的升高可能是NIST DEP加剧铁死亡的关键因素之一。基于这一发现，研究者们引入了钙调节剂MCUi4和CyPPA，以评估其对NIST DEP和RSL-3诱导的铁死亡的影响。实验结果证实，这两种钙调节剂能够显著降低细胞内和线粒体内的钙水平，并保护细胞免受NIST DEP和RSL-3诱导的铁死亡。这表明调节钙信号可能是一种潜在的治疗策略，用于预防和治疗由环境颗粒物引起的神经细胞损伤。

图2 PLA技术检测内质网与线粒体的接触位点

IP3R（Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor）是内质网上的受体蛋白，主要功能是作为钙离子通道，能够响应 IP3（肌醇 1,4,5-三磷酸）信号，释放内质网储存的 Ca²⁺ 到细胞质，参与细胞内 Ca²⁺ 信号的传递。VDAC1（Voltage-dependent anion channel 1）是线粒体外膜上的通道蛋白，允许小分子物质（如 ATP、Ca²⁺ 等）在细胞质和线粒体之间交换，在调节线粒体功能和细胞代谢方面具有重要作用。在PLA实验中，这两种抗体被用于检测内质网（IP3R）和线粒体（VDAC1）之间的紧密接触位点，即膜接触位点（MCSs），这些位点对于钙离子从内质网到线粒体的传递以及细胞内钙信号的局部调节具有重要意义。当这两种蛋白在空间上足够接近时，PLA 技术能够产生可检测的信号，从而可视化并定量这些接触位点。NIST DEP 和 RSL-3 的联合处理显著增加了内质网-线粒体接触位点的数量，与对照组相比，联合处理组的细胞中PLA信号位点（红色）显著增加。