2022年6月2日，清华大学俞立团队在Nature Cell Biology在线发表Assembly of Tetraspanin-enriched macrodomains contains membrane damage to facilitate repair 。 该研究主要报道了四次跨膜蛋白Tetraspanin 4 (Tspan4) 介导的膜上大伤口的修复。Tspan4是一种跨膜蛋白，包含四个跨膜结构域，它是 Tetraspanin 家族的成员，早期研究发现它是形成迁移体所必需的。该项研究工作发现在细胞膜受到激光、去污剂、细胞焦亡和自然杀伤细胞引起的损伤后，TEM会迅速的在损伤口富集并进一步组装形成微米级宏结构域（TEMA），以较大刚性的类环状结构限制伤口的进一步扩张，实现膜损伤的快速有效修复，从而保护细胞得以在损伤后存活。

 

        2022年6月30日，来自浙江大学徐素宏课题组在Developmental Cell上在线发表了文章Recruitment of tetraspanin TSP-15 regulates plasma membrane repair in C. elegans epidermis，揭示了四次跨膜蛋白TSP-15在成体动物水平介导表皮细胞膜损伤修复的潜在机制。

 

        成年线虫表皮为139个细胞融合而成的一个巨大的多核单细胞，在过去的研究中课题组通过快速活体成像和遗传学方法，发现线粒体能够快速感应损伤发生片段化促进修复（Fu et al., Nature Communications 2020），同时鉴定到细胞膜融合蛋白EFF-1在细胞膜损伤修复中的重要功能（Meng et al., Dev Cell 2020）。在该项工作中，研究者将目光聚焦与广泛分布于细胞膜上的四次跨膜蛋白（Tetraspanins, TSPs），发现TSP-15不仅在成年线虫表皮中表达，而且能够对针刺、激光、单线氧化学损伤、遗传突变所导致的损伤等多种细胞膜损伤方式发生响应，并在伤口处发生明显聚集。研究表明，无论是组成 ESCRT III 的关键亚基VPS-32.1（CHAM4B同源基因）还是 VPS-4（AAA+ ATPase）的RNAi敲降都会显著抑制TSP-15::GFP在伤口处的聚集,并且导致更多的 TSP- 15滞留在由 RAB-5 标记的异常形态的早期内体上。最后，研究团队发现 TSP-15 通过与膜修复蛋白 SYX-2 发生互作，并通过进一步招募SYX-2 在在伤口处的聚集来促进细胞膜的修复。

        两项研究工作均发现：在膜损伤后不久，Tetraspanin在伤口处快速聚集并在受损部位周围形成类环状结构，实现膜损伤的有效修复。俞立团队报道了聚集在伤口处的Tetraspanin 4 (Tspan4) 通过组装成富含 Tetraspanin 的宏结构域，来限制伤口的进一步扩张促进细胞膜损伤修复；徐素宏团队通过遗传筛选，进一步鉴定到了该类环宏结构域中可以特异性招募另一种膜修复蛋白Syntaxin（SYX-2）促进细胞膜的修复。有意思的是，俞立团队在研究中主要采用的是由激光、去污剂、细胞焦亡和自然杀伤细胞引起的损伤模型；徐素宏团队主要采用了针刺、激光、单线态氧（ROS）、遗传突变导致的膜损伤模型，这些不同的损伤模式、损伤尺寸和模型都能引起四跨膜蛋白特异性地在伤口聚集。两项工作不同生物模型，通过体内体外多种实验表明，四次跨膜蛋白Tetraspanin在物理、化学和生物学等多种膜损伤方式下能够实现损伤后膜完整性结构的保守性功能。

        细胞膜损伤后的快速修复是抵抗细胞死亡的有效方式，在体动物水平单细胞损伤后如何感应损伤启动快速修复程序实现完整性结构和功能仍处于起步阶段。虽然以上工作对四次跨膜蛋白Tetraspanin参与介导质膜上大伤口修复的功能和机制做了初步的揭示，但仍有很多科学问题值得进一步探索。比如：1. 富含 Tetraspanin 的宏结构域上增强的膜张力（membrane tension）是形成迁移体所必需的，在伤口处由富集的Tetraspanin组装成的宏结构域是否也会产生膜张力，以及这种膜张力如何介导细胞膜修复的？2. 损伤后，伤口处的膜张力是如何变化的，以及这种张力变化是否会作为一种信号触发Tetraspanin或其他膜修复蛋白向伤口处的转运和聚集？3. Tetraspanin在细胞膜修复的晚期阶段依然会在受损细胞膜处发生聚集，除了介导早期膜封闭（membrane resealing）的过程，Tetraspanin是否也在晚期膜重塑（membrane remodeling）过程中发挥重要功能？4. 除了SYX-2，在伤口处富集形成的宏结构域中是否还存在其他分子（蛋白或脂类）一起来介导细胞膜的修复？等等。