位置:首页 > 新闻动态 > 科研进展  
黄勋研究组发现神经细胞脂解促进神经细胞退变

  脂滴是真核细胞内唯一具有疏水内环境的细胞器,通过储存和释放脂类为细胞提供物质基础和能量代谢基础。脂滴的动态变化与多种代谢疾病相关,比如肥胖、脂肪肝、糖尿病等等。一些神经退行性疾病如帕金森疾病、亨廷顿疾病、遗传性痉挛疾病等被报道与脂滴异常动态有关,然而脂滴的异常动态与神经疾病之间的因果关系并不清楚。大多数真核细胞有脂滴的存在,但是正常条件下在体的神经细胞内很少有脂滴的存在。研究在体神经细胞内脂滴的动态及其与神经疾病之间的关系对于揭示神经脂代谢调控机制及治疗神经相关疾病尤为重要。 

 

  中国科学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。为了研究神经细胞脂代谢调控机制,黄勋研究组建立神经细胞特异的脂滴标记系统,通过遗传筛选发现脂分解通路上的关键基因atgl-1lid-1突变后会造成线虫神经细胞内有大量脂滴异常积累,并且脂分解神经组织自主性地调控脂滴动态,进一步发现神经细胞内脂合成异常也会影响在体神经细胞内的脂滴动态。因此,神经细胞内脂合成和脂分解共同调控神经细胞内脂滴的动态,维持极低的脂滴水平。 

 

  通过观察异常积累在神经细胞的脂滴是否会影响神经细胞正常功能及神经退变,发现神经细胞内脂滴积累会降低机械敏感性感觉神经元对外界机械刺激的敏感性,同时又能抑制由离子通道蛋白MEC-4过度激活引起的神经细胞退变。进一步通过脂组学分析及遗传学分析,结合已有的文献报道,发现多不饱和脂肪酸参与调控该过程。机制上,神经细胞脂解提供了多不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸参与形成磷脂,促进神经细胞退变。 

 

  本研究发现通过调节多不饱和脂肪酸水平及其在甘油三酯与磷脂之间的平衡,可以影响由离子通道蛋白过度激活引起的神经细胞退变,这对于神经退行性疾病的治疗具有重要的指导意义。该成果“Neuronal lipolysis participates in PUFA-mediated neural function and neurodegeneration”于2020109日在线发表于EMBO Reports杂志(DOI:10.15252/embr.202050214)。黄勋研究组已毕业的博士生杨雷雷为本文的第一作者。黄勋研究员为本文的通讯作者,丁梅、税光厚实验室参与了部分研究工作。该研究获得了国家自然科学基金委和国家科技部项目资助。 

1:神经细胞脂解缺陷导致神经细胞脂滴积累

2:神经细胞脂解促进神经细胞退变