MacCer和C16:1脂肪酸平行調(diào)控NMJ生長(zhǎng)發(fā)育

脂質(zhì)代謝對(duì)大腦發(fā)育與功能至關(guān)重要。脂酰輔酶A合成酶長(zhǎng)鏈家族成員4 (ACSL4) 突變導(dǎo)致非綜合征型X連鎖智力低下 (Intellectual disability, ID)。果蠅ACSL3/4的同源基因dAcsl突變體表現(xiàn)明顯過(guò)度生長(zhǎng)的神經(jīng)肌肉突觸 (Neuromuscular junction, NMJ) ，表明dAcsl抑制NMJ生長(zhǎng)。但是dAcsl如何通過(guò)調(diào)控脂代謝而影響大腦和NMJ突觸發(fā)育的分子細(xì)胞機(jī)制目前還不清楚。

中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所張永清研究組長(zhǎng)期致力于突觸發(fā)育和功能調(diào)控及相關(guān)神經(jīng)精神疾病發(fā)病機(jī)制的研究，與遺傳發(fā)育所研究員稅光厚領(lǐng)導(dǎo)的脂質(zhì)組學(xué)平臺(tái)合作發(fā)現(xiàn)在dAcsl突變體神經(jīng)系統(tǒng)中三種脂筏(Lipid raft) 的重要成分甘露糖-葡萄糖神經(jīng)酰胺 (Mannosyl glucosylceramide, MacCer)、磷酸乙醇胺神經(jīng)酰胺 (Phosphoethanolamine ceramide, PE-Cer) 和麥角固醇(Ergosterol) 含量增高。Acsl突變體大腦中C16:1脂肪酸減少，恢復(fù)Acsl的表達(dá)能有效挽救NMJ的發(fā)育并上調(diào)BMP信號(hào)通路。在Acsl突變體的NMJ中MacCer 和sterol含量提高促進(jìn)了NMJ突觸的生長(zhǎng)，但是并沒(méi)有通過(guò)上調(diào)BMP信號(hào)通路。綜上所述，研究發(fā)現(xiàn)Acsl通過(guò)刺激C16:1脂肪酸的產(chǎn)量并抑制脂筏相關(guān)脂質(zhì)水平而抑制NMJ突觸的生長(zhǎng)發(fā)育。上述結(jié)果為理解ACSL4相關(guān)的ID發(fā)病機(jī)理提供了新的思路和防治靶點(diǎn)。

該研究結(jié)果于近日在線發(fā)表于《細(xì)胞科學(xué)雜志》（Journal of Cell Science，DOI:10.1242/jcs.195032），張永清研究組的博士后黃琰是該論文的第一作者。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院的資助。

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