【科技前沿】Journal of Cell Biology|梁斌团队发现支链脂肪酸维护内质网稳态调控脂滴增长

    2021年10月9日，细胞生物学领域国际著名学术期刊 Journal of Cell Biology 在线发表了云南大学生命科学学院/中心梁斌研究员实验室题为“mmBCFA C17iso ensures endoplasmic reticulum integrity for lipid droplet growth”的研究论文，发现单甲基支链脂肪酸C17iso是维护内质网形态和功能稳态的重要脂质分子，进而调控脂滴的生长和增大。

    脂滴是非常保守的细胞器，广泛存在于部分细菌、几乎所有真核生物中，其代谢紊乱和很多人类代谢性疾病相关。

    内质网是细胞中最大的内膜系统，是脂质分子、蛋白分子等合成的主要场所。

    脂滴主要起源于内质网，成熟的脂滴会继续生长、或者融合形成更大的脂滴，这一过程也与内质网存在交流。

    内质网的脂质成分对于维持内质网的结构和功能至关重要，但是内质网与脂滴发生发展的关系很多不清楚。

    梁斌团队前期工作（BMC Genomics, 2013）揭示，秀丽线虫具有非常保守的脂类代谢基因和通路，是研究脂代谢调控的良好模式生物。

    梁斌课题组利用秀丽线虫易于遗传筛选的优势，寻找调控脂滴大小的基因和信号通路（Genetics，2016；Journal of Lipid Research，2017；Nature Communications，2018）。

    本研究中，他们通过筛选同时影响内质网稳态和脂滴大小的基因，发现编码脂酰辅酶A合成酶（acyl-CoA synthetase）的ACS-1功能受阻时，秀丽线虫的单甲基支链脂肪酸C15iso和C17iso含量明显下降，内质网形态和功能受损、脂滴明显变小；通过外源脂肪酸回补实验证明C17iso是导致acs-1RNAi线虫内质网形态和功能受损、脂滴变小的关键脂质分子。

    进一步研究发现，C17iso作为底物，参与合成构成生物膜的主要成分磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酰乙醇胺（PE），进而维持内质网膜形态和功能的完整性，使得驻留在内质网上的脂质合成酶（如SCD、DGAT2和ACS-22等）发挥正常功能，促进脂滴发生和增大（图1）。

    图1 C17iso调控脂滴发生发展的模式图。

    ACS-1调控C17iso的生成，C17iso参与合成复合磷脂（PC\PE），以维持内质网形态和功能的完整性，保障内质网驻留蛋白（如SCD、ACS-22和DGAT-2）在脂质合成和脂滴生长中的功能。

    ACS-1失活导致C17iso合成受阻，从而破坏内质网的完整性，进而导致SCD、ACS-22和DGAT-2功能障碍，引起脂质合成和脂滴生长受阻。

    云南大学生命科学学院/中心梁斌研究员、云南中医药大学邹晓菊教授、中科院生物物理所刘平生研究员为该文章的共同通讯作者，张静静助理研究员、胡英博士生和王彦利助理研究员为共同第一作者。

    本研究得到科技部重大研发计划、国家自然科学基金委、云南省科技厅、云南大学引进人才等经费的资助。

    生命科学研究中心共聚焦显微镜平台为本研究提供了支持，麦特绘谱公司为部分脂质分析提供了支持。

    文章链接：https://rupress.org/jcb/article-abstract/220/11/e202102122/212690/mmBCFA-C17iso-ensures-endoplasmic-reticulum中国生物物理学会官方订阅号，为BSC会员及生物物理领域专业人士服务。

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