摘要：蛋白质的经典分泌途径是指含前导序列（信号肽）的分泌蛋白经过内质网-高尔基体内膜运输系统完成的分泌过程。与经典分泌相比，非经典蛋白分泌利用不依赖内质网-高尔基体系统（ER-Golgi）的多种方式，释放无前导序列的货物（在某些情况下也包括含有前导序列的膜蛋白）到细胞外空间。越来越多的证据表明，这些非经典分泌蛋白参与炎症、发育、免疫等多种生物学过程，并与神经退行性疾病和癌症等人类重大疾病息息相关，可作为潜在的药物靶点或诊断标志物。文章系统总结了非经典蛋白分泌（unconventional protein secretion，UPS）货物释放到细胞外的多种策略，重点讨论UPS货物分泌过程中的2个关键步骤，即蛋白质跨膜转运和膜泡运输。

　　关键词：非经典蛋白分泌；蛋白分泌；分泌性自噬

　　1经典分泌与非经典分泌

　　过去，人们对蛋白质分泌的认识主要集中于经典分泌途径，且高达40%的蛋白质使用内质网-高尔基体途径（ER-Golgi）到达细胞外[1]。进入分泌途径的蛋白质由与ER的胞质侧相关的核糖体翻译，在氨基末端信号肽的引导下，通过信号识别颗粒（SRP）和SEC61转位的协同作用将其引导进入内质网（ER）[2]。随后，蛋白质通过内质网-高尔基体依赖性运输进行分泌。

　　然而，在经典分泌途径被揭示几十年后，研究人员发现了多种蛋白质释放的替代途径，蛋白质可以细胞外囊泡的形式被释放出来。此外，无信号肽的可溶性蛋白质也可通过各种非经典途径自主释放，绕过经典的ER-Golgi转运途径，这些分泌途径统称为非经典蛋白分泌（UPS）[3]。

　　在UPS途径中，无前导序列的货物蛋白沿着由不同机制介导的2种途径分泌。I型为直接或孔介导的跨质膜易位。Ⅱ型为基于ABC转运蛋白的分泌，专用于酰化肽和酵母交配肽的分泌。Ⅲ型为基于自噬体或内体的分泌，UPS货物率先进入膜性细胞内结构，最终通过膜泡运输到达细胞质膜。在哺乳动物中，多种膜区室可能参与内质网-高尔基体中间体（ERGIC）内UPS货物的释放，包括分泌型自噬体、分泌型溶酶体和多泡体（MVB）[4]。白细胞介素1β（IL 1β)的分泌是这种分泌形式的最早案例之一[5]。此外，一部分具有信号肽和/或跨膜结构域的蛋白质，可不依赖高尔基体途径从内质网运输到细胞质膜，这是IV型或高尔基体旁路途径。目前，高尔基体旁路仅限于跨膜蛋白，而不是分泌蛋白[6]。

　　本文对非经典分泌途径的2种主要方式进行讨论：直接跨质膜转位（I型）与细胞内囊泡结构介导的分泌(Ⅲ型）。细胞外囊泡和非经典蛋白分泌的发现，致使人们对蛋白质分泌的理解发生深刻变革，成为细胞生物学发展的前沿。

　　2非经典分泌的非膜泡运输途径

　　2.1细胞跨质膜转运

　　蛋白质分泌到细胞外的一个关键步骤是跨越磷脂双分子层。在不依赖膜泡运输的UPS中，细胞质中的蛋白货物需要直接穿过细胞质膜，该过程可通过蛋白自身进行寡聚化穿越细胞膜（如FGF2）或质膜上的蛋白孔道（如GSDMD）实现。FGF2是通过非经典方式分泌蛋白质的最早案例之一[7]。除了FGF2，迄今为止通过I型机制分泌的其他蛋白质中，最引人注目的例子是HIV Tat和Tau[8]。与FGF2一样，HIV Tat依赖PI（4，5）P2的非经典途径从HIV感染的T细胞中分泌[9]。

　　2.2细胞质膜打孔

　　细胞内的非经典运输途径还可以在细胞质膜上形成孔洞进行分泌。细胞焦亡主要依靠炎症小体激活caspase家族的部分蛋白，使其切割gasdermin蛋白、激活gasdermin蛋白，活化的gasdermin蛋白转位到膜上形成孔洞，胞质外流，最终导致细胞膜破裂、细胞焦亡[10]。体内证据表明，gasdermin依赖性膜孔的形成以不依赖裂解的方式介导巨噬细胞和其他免疫细胞的IL 1β分泌。因此，在引发炎症的生理条件下，IL 1β似乎是通过非经典蛋白分泌的I型机制分泌的[11]。

　　3非经典分泌的膜泡运输途径

　　3.1分泌型溶酶体

　　分泌型溶酶体是双重功能细胞器，它们既作为溶酶体用于降解，又用于储存细胞分泌蛋白。例如，骨吸收依赖破骨细胞介导的溶酶体酶分泌到细胞外，曾经被认为只有溶酶体功能的自噬蛋白ATG5、ATG7、ATG4和LC3被敲低或突变时，骨吸收显著减少，这为依赖自噬的分泌物参与运输分泌型溶酶体提供了证据[12]。

　　3.2微囊泡形式分泌

　　EV（细胞外囊泡）是从源自内体或质膜的细胞表面释放的异质膜结合囊泡家族。根据尺寸及释放机制EV细分为外泌体、微囊泡和凋亡小体。外泌体是含有腔内囊泡的多囊泡体与质膜融合释放的最小囊泡（30~100 nm），它首先在MVB（多囊泡体）内形成ILV（腔内囊泡），在MVB与质膜融合后释放到细胞外空间[13]。微囊泡由质膜向外起泡和随后的质膜起泡裂变形成，当细胞因细胞损伤、促炎兴奋剂、缺氧、氧化应激等因素而被激活时，微囊脱落会增加，这导致细胞骨架重塑，通过切割肌动蛋白网络，从细胞中释放出来[14]。

　　3.3分泌型自噬

　　细胞自噬对于保持蛋白质的稳定性和细胞器的完整性和功能非常重要，其主要形态特征是一种被称为自噬体的双膜细胞器。该细胞器包裹胞质货物，通常需要将其运送到溶酶体进行降解。典型的自噬过程由营养条件（如氨基酸和葡萄糖饥饿）和各种应激信号诱导[15]。

　　分泌性自噬导致自噬体内容物排出细胞外空间，且对蛋白质分泌具有积极作用，自噬依赖性分泌源于对非经典分泌的蛋白质Acb1的观察，在功能上，Acb1从孢子前酵母细胞中释放出来，以诱导孢子形成[16]。在自噬增强条件下，细胞分泌Acb1水平增加。在个体敲除自噬基因Atg5、Atg7、Atg8和Atg12后，Acb1分泌显著降低。Acb1是一种无前导蛋白，缺乏分泌信号序列。在Acb1的基础上，大多数关于自噬依赖性分泌的机制工作来自分析IL 1β分泌。成熟的IL 1β与TRIM16结合，然后IL 1β-TRIM16复合物被运输至自噬隔离膜[17]。

　　自噬依赖的分泌物包括大量细胞外因子。目前已经确定的几种依赖自噬分泌的成分包括白细胞介素类、损伤反应介质、分泌颗粒和细胞外基质组分等。

　　3.4非经典蛋白分泌货物进入囊泡的机制

　　目前尚不清楚UPS货物进入ERGIC腔内后如何被运输到细胞外，因此需要对可能的膜泡运输途径进行系统讨论。Ⅲ型UPS中，蛋白首先进入一个囊泡载体（如自噬体、溶酶体等），然后通过膜泡运输系统被运送到细胞外。由于这类蛋白缺少信号肽，其如何进入囊泡载体便成为一个关键问题。UPS货物在胞质分子伴侣HSP90A的帮助下折叠并被运送到ERGIC，结合TMED10诱导其发生寡聚化形成蛋白通道；在腔内分子伴侣HSP90B1的帮助下转位进入ERGIC；之后通过ERGIC形成运输小泡，直接运送到细胞质膜或进入分泌型自噬体；分泌型自噬体又可以直接和质膜融合，最终将蛋白释放到细胞外[18-19]。

　　4结论与展望

　　本文阐述了非经典蛋白分泌的4种类型，重点讨论了蛋白质跨膜转运和膜泡运输2种途径。目前已知的非经典分泌蛋白质的种类和数量较少，对非经典蛋白分泌机制进行深入研究，有助于人们全面了解非经典蛋白分泌的功能。

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