2024年9月25日，云南大学生命科学中心宁文秀课题组在国际学术期刊Journal of Cell Science发表了题为“The RhoGAP ARHGAP32 interacts with desmoplakin, and is required for desmosomal organization and assembly”的研究论文。文章揭示了RhoGAP家族中的ARHGAP32与桥粒组分DSP相互作用，并通过Rho/Rock/Myosin通路调控桥粒组装，维持上皮细胞层在持续机械力刺激下的完整性。该工作揭示了新的桥粒连接与微丝相互调控的分子机制，为天疱疮等皮肤屏障性疾病的发生提供了新见解。

细胞-细胞连接在组织屏障完整性的形成和维持中起着至关重要的作用。桥粒作为角质形成细胞之间的“铆钉”，在经受相当大的机械应力的组织(如皮肤、心肌和小肠)中大量存在，是组织抵抗内部及外部机械力变化的重要结构。在皮肤中，桥粒结构的破坏会导致如天疱疮等皮肤屏障性疾病。桥粒受多种因素调控，其中之一为微丝介导的机械力；桥粒也可反过来影响微丝组装；此外，天疱疮中微丝聚合亦发生变化。然而，介导桥粒与微丝聚合相互关系的关键蛋白仍未揭示。

图1、ARHGAP32与DSP相互作用定位于桥粒。

该项研究通过分析已报道的桥粒组分DSP-BirA临近蛋白质谱数据，确定了一种Rho GTP酶激活蛋白ARHGAP32，与桥粒组分DSG、PKG及DSP共定位。ARHGAP32通过其GAB2相互作用结构域(GAB2-ID)与桥粒蛋白(DSP)相互作用而定位于桥粒（图1）。钙离子诱导桥粒形成实验及TEM等结果进一步表明，ARHGAP32敲除影响桥粒的成熟和组装（图2）。

图2、钙离子诱导实验表明，ARHGAP32敲除影响桥粒组装。

那么，ARHGAP32如何影响桥粒组装？研究表明，ARHGAP32的缺失增加了微丝肌动蛋白应力纤维的形成和调节性肌球蛋白轻链Myl9在T18/S19的磷酸化。相反，DSP的缺失则损害了桥粒ARHGAP32的定位，导致ARHGAP32释放到胞质，肌动球蛋白收缩力下降。此外，ARHGAP32ΔGAB2突变体不能定位于桥粒后其与胞质RhoA的关联增强，且不能拯救ARHGAP32-KO细胞中的桥粒组装。因此，桥粒通过其组分DSP与ARHGAP32相互作用从而扣留ARHGAP32在桥粒上，进而控制桥粒组装中微丝肌动蛋白丝的动态变化。

此外，持续对Dispase处理的细胞层施加机械力刺激下，ARHGAP32敲除细胞无法维持表皮角质形成细胞层的完整性，抑制ROCK活性又可有效恢复桥粒组织和上皮细胞片的完整性（图3）。综上，我们的研究揭示了新的桥粒定位蛋白ARHGAP32，其与桥粒组分DSP相互作用并通过Rho/Rock/Myosin调控屏障结构桥粒的组装，维持机械力刺激下细胞层的完整性。该项工作对理解天疱疮等皮肤屏障性疾病中桥粒结构的损伤及RhoA等信号通路的变化具有理论指导意义。

图3、ARHGAP32通过抑制ROCK活性调控桥粒组装及机械刺激下细胞层的完整性。

该项工作中，老虎机线上李华助理研究员及毕业生何银珍和王琰为共同第一作者，宁文秀研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金面上项目（宁文秀）、云南省教育厅科学研究基金项目和云南省科技厅基础研究专项（李华）的共同资助。

宁文秀课题组主要探究皮肤表皮细胞间如何协调互作维持皮肤的结构及功能，尤其关注表皮干细胞的增殖和分化等命运决定的调控机制。本实验室长期招聘助理研究员及博士后，欢迎有志青年加入本研究团队，有意向者发送邮箱至wenxiu710@163.com。

参考文献：

Li H, He Y, Wang Y, et al. The RhoGAP ARHGAP32 interacts with desmoplakin, and is required for desmosomal organization and assembly. J Cell Sci. 2024;137(18):jcs261901. doi:10.1242/jcs.261901