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我国科学家发现脂肪储存新机制——脂滴融合
来源:科技部   发布者:ailsa   日期:2018-04-08   今日/总浏览:1/1524

脂滴是一种由单层磷脂膜构成、主要起储存脂肪的细胞器,存在于大多数物种和细胞类型中。脂滴的大小和生长与肥胖密切相关,新生脂滴直径小至100纳米,但在成熟白色脂肪细胞中单室超大脂滴可达100微米,具备很强的储脂能力,其生长的分子机制尚不清楚。

在973计划支持下,清华大学生命科学学院李蓬院士团队对脂滴生长和肥胖发生的分子机制展开了系统研究,提出了脂滴生长和脂肪储存的新机制——脂滴融合。该研究阐明了Cide家族蛋白,尤其在白色脂肪细胞中特异性表达的Cidec蛋白,在脂滴融合中的关键作用,且被Plin1和Rab8a等蛋白调控,加速脂滴融合速率。脂肪合成能够促进Cidec蛋白的酰基化修饰从而稳定其在脂滴上的分布,进而提高其储存脂肪的能力,最终导致肥胖的发生,这在人类肥胖样本中也已经得到验证。该项目的研究不仅深入解析了Cide及其调控蛋白促进脂肪储存的分子机制,而且首次提出了脂滴生长新模式——融合,该融合不同于其它双层膜的融合方式,建立的脂滴生长和单层膜融合的新理论对脂滴生物学发展有突出贡献,且对肥胖的防治也有重要意义,这些发现受到了国际同行的高度认可。

主要的相关工作发表在国际重要学术期刊Nat Commun (2013, 4:1594;2015, 6 :5949),Dev Cell (2014, 30: 378), J Clin Invest (2017, 127:1353)上。

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图一:Fsp27/Cidec募集Rab8a-GDP和AS160到脂滴接触点形成三元复合体,促进脂滴融合。AS160蛋白是Rab8a的GAP(GTPase Activating Protein),在脂滴表面将Rab8a-GTP转变为 Rab8a-GDP,从而促进脂滴融合。而MSS4作为GEF (guanine nucleotide exchange factor)阻止Rab8a-GDP的形成而负向调控脂滴融合过程。

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图二:脂肪酸刺激诱导脂肪TAG合成从而调控Cidec乙酰化修饰及脂肪储存。(左)在脂肪合成不足时,位于内质网的Cidec与去乙酰化酶HDAC6作用而进入泛素化降解途径。(右)脂肪合成时位于内质网的Cidec与乙酰转移酶PCAF作用而被乙酰化,进而定位于脂滴上,促进脂滴生长与脂肪储存。

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