研究方向

蛋白質(zhì)分泌是細胞間信息傳遞的重要方式。The Human Protein ATLAs 數(shù)據(jù)庫顯示有近10%的編碼蛋白質(zhì)的基因編碼分泌性蛋白。這些分泌性蛋白調(diào)控諸多重要生命活動，其調(diào)控異常導(dǎo)致多種人類疾病。除此之外，分泌性蛋白也有較好的藥物靶向性，Drugbank 數(shù)據(jù)顯示在目前754 個在機制上明確的FDA 批準(zhǔn)的藥物靶向蛋白中，有102 個蛋白是分泌性蛋白（約占14%），其中不包括本身就可以成藥的分泌性蛋白，如：胰島素等。
非經(jīng)典蛋白質(zhì)分泌（UPS）是近年發(fā)現(xiàn)的無信號肽的蛋白不通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體膜泡運輸途徑分泌的過程，通常發(fā)生在細胞應(yīng)對外界壓力的條件下，參與調(diào)控細胞發(fā)育、炎癥反應(yīng)等多種生物學(xué)過程，與重要人類疾病包括腫瘤、代謝和神經(jīng)退行性疾病以及病原菌感染等有密切聯(lián)系。然而，UPS的分子機制、分泌貨物及其調(diào)控異常導(dǎo)致重要疾病的原因尚不清楚。
我們課題組本實驗室將致力于解讀UPS的生物學(xué)本質(zhì)及其在人類重要疾病特別是神經(jīng)退行性疾病中的生物學(xué)功能。綜合運用生物化學(xué)、細胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和免疫學(xué)的研究方法探究炎癥、衰老相關(guān)疾病的發(fā)生機制，尋找重要的疾病生物學(xué)標(biāo)記以及開發(fā)潛在的治療藥物。現(xiàn)階段的研究工作主要集中于：1）TMED10蛋白轉(zhuǎn)運體介導(dǎo)的非經(jīng)典蛋白質(zhì)分泌 (THU)在疾病中功能和分子機制；2）針對THU通路或UPS潛在的靶向炎癥和衰老相關(guān)疾病的藥物篩選。

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科學(xué)貢獻

大部分非經(jīng)典分泌依賴膜泡運輸系統(tǒng)，但是無信號肽蛋白如何進入分泌膜泡以及分泌膜泡的結(jié)構(gòu)和功能一直不清楚。我們鑒定出介導(dǎo)無信號肽蛋白跨膜轉(zhuǎn)運進入分泌膜泡的關(guān)鍵蛋白轉(zhuǎn)運體TMED10，其可以介導(dǎo)多個UPS貨物跨膜轉(zhuǎn)運進入到內(nèi)膜區(qū)室內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基中間體（ERGIC）。我們將該跨膜轉(zhuǎn)運通路命名為TMED10-channeled Unconventional Protein Secretion（簡稱 THU，圖1）。 THU是UPS領(lǐng)域首次報導(dǎo)的蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運通路，揭示了該領(lǐng)域存在多年的難題的答案,開啟了UPS領(lǐng)域研究的新方向。

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代表性論文

1. Lei Liu, Min Zhang*, Liang Ge*. Protein translocation into the ERGIC: an upstream event of secretory autophagy. Autophagy, 2020, 16(7): 1358-1360.
2. Min Zhang#, Lei Liu#, Xubo Lin, Yang Wang, Ying Li, Qing Guo, Shulin Li, Yuxin Sun, Xuan Tao, Di Zhang, Xiachen Lv, Li Zheng, Liang Ge. A translocation pathway for vesicle-trafficking mediated protein unconventional secretion. Cell, 2020, 181(3): 637-652. Selected for F1000
3. Min Zhang and Liang Ge. Cell-Free reconstitution of autophagic membrane formation. Methods Mol Biol, 2019 , 1880:135-148. doi: 10.1007/978-1-4939-8873-0_7. (Protocol; Book Chapter)
4. Min Zhang, Yu Wang and Liang Ge. Endomembrane remodeling and autophagic membrane generation. Autophagy, 2018, 14(5): 918-920.
5. Min Zhang, Dawei Liu and Liang Ge. In vitro dissection of autophagy. Curr Protoc Cell Biol, 2017, 77, 11.23.1–11.23.17. doi: 10.1002/cpcb.33
6. Min Zhang, Sam Kenny, Liang Ge, Ke Xu and Randy Schekman. Translocation of interleukin-1β into a vesicle intermediate in autophagy-mediated secretion. eLife, 2015, 4(e11205). Selected for F1000
7. Min Zhang and Randy Schekman. Unconventional secretion, unconventional solutions. Science, 2013, 340(6132):559-61.
8. Min Zhang, Jia-Li Zhang, Jin-Xiu Rui, and Xiao-Long Liu. p300-mediated acetylation stabilizes the Th-inducing POK factor. J. Immunol, 2010, 185: 3960-3969. (Highlighted as top 10% of the articles published in J. Immunol.)
9. Liang Ge, Min Zhang, Dawei Liu, Sam Kenny, Miharu Maeda, Kota Saito, Ke Xu, and Randy Schekman. Remodeling of ER-exit sites initiates a membrane supply pathway for autophagosome biogenesis. EMBO Report, 2017, 18(9): 1586-1603.
10. Livia W Brier, Min Zhang, Liang Ge. Mechanistically dissecting autophagy: insights from in vitro reconstitution. J Mol Biol, 2016, 8; 428(9 Pt A):1700-13.
11. Liang Ge, Min Zhang and Randy Schekman. Phosphatidylinositol 3-kinase and COPII generate LC3 lipidation vesicles from the ER-Golgi intermediate compartment. eLife, 2014, 3(04135).
12. Liang Ge, David Melville, Min Zhang and Randy Schekman. The ER-Golgi intermediate compartment is a key membrane source for the LC3 lipidation step of autophagosome biogenesis. eLife, 2013, 2(00947).