[交大智慧] 上海交大生命科學技術(shù)學院研究團隊和蘇州大學研究團隊合作揭示脂代謝對細胞自噬的調(diào)控
近日，BMC Biology發(fā)表了上海交通大學生命科學技術(shù)學院謝志平課題組、龔清秋課題組以及蘇州大學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》。該項成果揭示了脂代謝異常破壞細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)，從而影響細胞重要生理功能的物質(zhì)基礎。上海交通大學生命科學技術(shù)學院博士生李丹為第一作者，上海交通大學生命科學技術(shù)學院謝志平研究員、龔清秋研究員，以及蘇州大學醫(yī)學部基礎醫(yī)學與生物科學學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。一方面，三酰甘油在營養(yǎng)過?；驊し磻斜蛔鳛樘紶I養(yǎng)物質(zhì)儲存，為人體提供能量。它可以保護人體，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致疾病的發(fā)生，其作為高血脂的一個重要檢測指標。三酰甘油含量過高，會誘發(fā)心腦血管、動脈硬化等疾病。
細胞自噬是細胞內(nèi)部一種保守的降解途徑，在動物、真菌、植物中都存在。當細胞處于營養(yǎng)匱乏、能量缺失等不利的條件下，細胞可以通過自噬的方式將體內(nèi)的長壽命蛋白降解，為細胞重新供能。也可以將受損的細胞器、錯誤折疊的蛋白質(zhì)等清除，避免對細胞造成損傷。
謝志平課題組在2015年首次發(fā)現(xiàn)了三酰甘油合成與細胞自噬的關系。當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)控細胞自噬機制的假說被提出來。一段時間里，曾有人認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/蘇大研究團隊對細胞結(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)了酵母中各個細胞器的標志蛋白熒光標簽，這是迄今為止最完善的酵母的細胞器標記體系。該項成果已于2019年發(fā)表在mBio上。利用這套工具，上海交大/蘇大研究團隊發(fā)現(xiàn)三酰甘油合成阻斷后，其前體二酰甘油積累，嚴重影響了酵母細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)，使得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等重要細胞器出現(xiàn)嚴重異常，最終導致細胞自噬缺陷。用多種方法減少二酰甘油供應或增加二酰甘油消耗時，都可以看到內(nèi)膜系統(tǒng)的恢復和細胞自噬的恢復（圖1）。該項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
該項目獲得國家自然科學基金、上海市教育委員會、上海市科學技術(shù)委員會、以及天津應用基礎和前沿技術(shù)研究計劃的資助。
全文鏈接：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-020-00837-w
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