[交大智慧] 上海交大生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)和蘇州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)合作揭示脂代謝對細(xì)胞自噬的調(diào)控
近日，BMC Biology發(fā)表了上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院謝志平課題組、龔清秋課題組以及蘇州大學(xué)蘇雄課題組共同合作的研究成果《Excess diacylglycerol at the endoplasmic reticulum disrupts endomembrane homeostasis and autophagy》。該項(xiàng)成果揭示了脂代謝異常破壞細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)，從而影響細(xì)胞重要生理功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院博士生李丹為第一作者，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院謝志平研究員、龔清秋研究員，以及蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院蘇雄教授為共同通訊作者。
三酰甘油又稱甘油三酯，是人體含量最多的脂類。三酰甘油與人類的健康息息相關(guān)。一方面，三酰甘油在營養(yǎng)過?；驊?yīng)激反應(yīng)中被作為碳營養(yǎng)物質(zhì)儲存，為人體提供能量。它可以保護(hù)人體，緩沖外界環(huán)境對人體的傷害。另一方面，過量的三酰甘油會導(dǎo)致疾病的發(fā)生，其作為高血脂的一個(gè)重要檢測指標(biāo)。三酰甘油含量過高，會誘發(fā)心腦血管、動脈硬化等疾病。
細(xì)胞自噬是細(xì)胞內(nèi)部一種保守的降解途徑，在動物、真菌、植物中都存在。當(dāng)細(xì)胞處于營養(yǎng)匱乏、能量缺失等不利的條件下，細(xì)胞可以通過自噬的方式將體內(nèi)的長壽命蛋白降解，為細(xì)胞重新供能。也可以將受損的細(xì)胞器、錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)等清除，避免對細(xì)胞造成損傷。
謝志平課題組在2015年首次發(fā)現(xiàn)了三酰甘油合成與細(xì)胞自噬的關(guān)系。當(dāng)三酰甘油合成被阻斷后，自噬途徑發(fā)生異常。國際上曾經(jīng)有各種三酰甘油調(diào)控細(xì)胞自噬機(jī)制的假說被提出來。一段時(shí)間里，曾有人認(rèn)為脂肪酸積累是抑制自噬發(fā)生的主要原因。然而，BMC Biology新發(fā)表的這項(xiàng)研究成果表明脂肪酸的作用是間接的，更直接的原因是代謝途徑中二酰甘油積累。這一結(jié)論源于上海交大/蘇大研究團(tuán)隊(duì)對細(xì)胞結(jié)構(gòu)更全面的觀察。為此，謝志平課題組首先系統(tǒng)地開發(fā)了酵母中各個(gè)細(xì)胞器的標(biāo)志蛋白熒光標(biāo)簽，這是迄今為止最完善的酵母的細(xì)胞器標(biāo)記體系。該項(xiàng)成果已于2019年發(fā)表在mBio上。利用這套工具，上海交大/蘇大研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)三酰甘油合成阻斷后，其前體二酰甘油積累，嚴(yán)重影響了酵母細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)，使得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等重要細(xì)胞器出現(xiàn)嚴(yán)重異常，最終導(dǎo)致細(xì)胞自噬缺陷。用多種方法減少二酰甘油供應(yīng)或增加二酰甘油消耗時(shí)，都可以看到內(nèi)膜系統(tǒng)的恢復(fù)和細(xì)胞自噬的恢復(fù)（圖1）。該項(xiàng)研究提示二酰甘油這一經(jīng)典代謝分子具有尚待解析的新功能，為理解代謝異常對健康的影響和疾病的治療提供了新的視角。
圖1?二酰甘油在內(nèi)膜系統(tǒng)中的作用示意圖
該項(xiàng)目獲得國家自然科學(xué)基金、上海市教育委員會、上海市科學(xué)技術(shù)委員會、以及天津應(yīng)用基礎(chǔ)和前沿技術(shù)研究計(jì)劃的資助。
全文鏈接：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-020-00837-w
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