位置:首頁 > 新聞動態 > 科研進展  
黃勳研究組發現神經細胞脂解促進神經細胞退變

  脂滴是真核細胞內唯一具有疏水內環境的細胞器,通過儲存和釋放脂類爲細胞提供物質基礎和能量代謝基礎。脂滴的動態變化與多種代謝疾病相關,比如肥胖、脂肪肝、糖尿病等等。一些神經退行性疾病如帕金森疾病、亨廷頓疾病、遺傳性痙攣疾病等被報道與脂滴異常動態有關,然而脂滴的異常動態與神經疾病之間的因果關系並不清楚。大多數真核細胞有脂滴的存在,但是正常條件下在體的神經細胞內很少有脂滴的存在。研究在體神經細胞內脂滴的動態及其與神經疾病之間的關系對于揭示神經脂代謝調控機制及治療神經相關疾病尤爲重要。 

 

  中國科學院遗传与发育生物学研究所黄勋研究组长期利用不同模式生物,解析个体生长发育、衰老中,不同组织器官中脂类动态变化(Bi et al., Cell Metabolism 2014; Fan et al., PLoS Genetics 2017; Ding et al., EMBO J 2018; Yao et al., Cell Reports 2018; Yang et al., PLoS Genetics 2019。爲了研究神經細胞脂代謝調控機制,黃勳研究組建立神經細胞特異的脂滴標記系統,通過遺傳篩選發現脂分解通路上的關鍵基因atgl-1lid-1突變後會造成線蟲神經細胞內有大量脂滴異常積累,並且脂分解神經組織自主性地調控脂滴動態,進一步發現神經細胞內脂合成異常也會影響在體神經細胞內的脂滴動態。因此,神經細胞內脂合成和脂分解共同調控神經細胞內脂滴的動態,維持極低的脂滴水平。 

 

  通過觀察異常積累在神經細胞的脂滴是否會影響神經細胞正常功能及神經退變,發現神經細胞內脂滴積累會降低機械敏感性感覺神經元對外界機械刺激的敏感性,同時又能抑制由離子通道蛋白MEC-4過度激活引起的神經細胞退變。進一步通過脂組學分析及遺傳學分析,結合已有的文獻報道,發現多不飽和脂肪酸參與調控該過程。機制上,神經細胞脂解提供了多不飽和脂肪酸,多不飽和脂肪酸參與形成磷脂,促進神經細胞退變。 

 

  本研究發現通過調節多不飽和脂肪酸水平及其在甘油三酯與磷脂之間的平衡,可以影響由離子通道蛋白過度激活引起的神經細胞退變,這對于神經退行性疾病的治療具有重要的指導意義。該成果“Neuronal lipolysis participates in PUFA-mediated neural function and neurodegeneration”于2020109日在線發表于EMBO Reports雜志(DOI:10.15252/embr.202050214)。黃勳研究組已畢業的博士生楊雷雷爲本文的第一作者。黃勳研究員爲本文的通訊作者,丁梅、稅光厚實驗室參與了部分研究工作。該研究獲得了國家自然科學基金委和國家科技部項目資助。 

1:神經細胞脂解缺陷導致神經細胞脂滴積累

2:神經細胞脂解促進神經細胞退變