中科大研究揭示脂類代謝調(diào)控干細(xì)胞多能性的新機(jī)制
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院高平課題組與張華鳳課題組在著名期刊《EMBO Journal》在線發(fā)表了以“Fatty acid synthesis is critical for stem cellpluripotency via promoting mitochondrial fission”為題的研究論文。該研究揭示了脂肪酸的從頭合成途徑可以影響線粒體的分裂從而調(diào)控細(xì)胞多能性。
多能性干細(xì)胞與已經(jīng)分化的體細(xì)胞相比具有自我更新以及分化成各種類型體細(xì)胞的潛能，因而在疾病治療方面具有廣闊的應(yīng)用前景。多能性干細(xì)胞具有獨(dú)特的代謝表型，比如糖代謝更傾向于進(jìn)行糖酵解而不是有氧磷酸化、多種氨基酸的代謝途徑更傾向于合成途徑。然而脂類代謝網(wǎng)絡(luò)在干細(xì)胞多能性的維持與獲得過程中起到的作用仍然知之甚少。本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在胚胎干細(xì)胞中以及細(xì)胞重編程過程中存在脂類積累的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象主要是由脂肪酸從頭合成途徑的增強(qiáng)造成的。進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，Acc1介導(dǎo)的脂肪酸從頭合成途徑通過兩方面的機(jī)制促進(jìn)線粒體分裂進(jìn)而影響了細(xì)胞多能性：（1）脂類合成途徑消耗了細(xì)胞內(nèi)作為底物的乙酰CoA，從而降低了線粒體分裂蛋白Fis1的乙酰化導(dǎo)致的泛素化降解；（2）生成的產(chǎn)物脂肪酸本身可以推動(dòng)線粒體動(dòng)態(tài)平衡傾向于發(fā)生分裂。研究進(jìn)一步證實(shí)該調(diào)控通路在人的體系中也保守存在。該研究首次建立了脂肪酸合成、線粒體分裂與細(xì)胞命運(yùn)之間的調(diào)控通路，對于多能性干細(xì)胞的臨床研究具有潛在的重要指導(dǎo)意義。
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生命科學(xué)學(xué)院的博士研究生王立華為該文章的第一作者，高平與張華鳳教授為該文章的共同通訊作者。該研究工作得到了安徽醫(yī)科大學(xué)的蔡永萍老師、上海中科院生化與細(xì)胞生物學(xué)研究所的惠利健課題組、我院吳緬課題組的大力協(xié)助。該研究是在科技部、中科院以及國家自然科學(xué)基金委的資助下完成的。
論文鏈接:http://emboj.embopress.org/content/early/2017/04/04/embj.201695417
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