中国学者最新文章成功构建脂肪体及人工脂滴

　　

　　2月24日，纳米科学期刊ACS Nano 在线发表了中国科学院生物物理研究所刘平生课题组题为Construction of Nano-Droplet/Adiposome and Artificial Lipid Droplets 的研究成果。该研究建立了一种构建脂肪体和人工脂滴的新方法，填补了单层磷脂膜细胞器体外研究体系的空白，为脂滴生物学的研究和纳米药物载体提供了新的思路和技术。

　　脂滴是细胞中储存甘油三酯等中性脂的主要细胞器，存在于多种原核生物与几乎所有的真核生物细胞中。脂滴的功能异常与2型糖尿病、脂肪肝及心血管疾病等代谢类疾病有着直接的关系。脂滴的结构非常特殊。细胞中的其它细胞器都是由双层磷脂膜构成其膜系统，可以使用同样具有双层磷脂膜结构的脂质体在体外模拟并研究各种细胞器的性质；而脂滴则是由单层磷脂膜覆盖中性脂核心，这一特殊的结构决定了脂质体不能用于脂滴的体外研究。

　　在本文中，刘平生实验室成功构建了由单层磷脂膜包裹中性脂的纳米颗粒（Nano-Droplet），其结构与没有蛋白的脂滴非常相似。对应于人工双层磷脂膜结构的脂质体（Liposome），他们命名这种结构为脂肪体（Adiposome）。通过脂肪体对原核与真核生物脂滴固有/结构蛋白与功能蛋白的富集，刘平生实验室成功地构建得到了人工脂滴。脂肪体与人工脂滴体系的建立将为脂滴蛋白的功能研究、脂滴与其他细胞器相互作用等研究提供新的方法，将大大推动脂滴生物学领域的发展。

　　由于血液中的脂蛋白与脂滴也有着相似的结构，刘平生实验室还成功地将人高密度脂蛋白的结构蛋白Apo A-I与脂肪体相结合，得到了人工脂蛋白。人工脂蛋白具有非常好的生物相容性，其中性脂核心又可以装载大量亲脂性药物。因此作为纳米药物载体，脂肪体和人工脂蛋白具有非常优秀的潜质。

　　刘平生课题组助理研究员汪洋为文章第一作者，刘平生为通讯作者，生物物理所为第一单位。该研究得到国家自然科学基金和科技部“973”项目的资助。

脂肪体及人工脂滴构建示意图

原文摘要：

Construction of Nano-Droplet/Adiposome and Artificial Lipid Droplets

The lipid droplet (LD) is a cellular organelle that consists of a neutral lipid core with a monolayer-phospholipid membrane and associated proteins. Recent LD studies demonstrate its importance in metabolic diseases and biofuel development. However, the mechanisms governing its formation and dynamics remain elusive. Therefore, we developed an in vitro system to facilitate the elucidation of these mechanisms. We generated sphere-shaped structures with a neutral lipid core and a monolayer-phospholipid membrane by mechanically mixing neutral lipids and phospholipids followed by a two-step purification. We named the nano-droplet “adiposome”. We then recruited LD structure-like/resident proteins to the adiposome, including the bacterial MLDS, C. elegans MDT-28/PLIN-1, or mammalian perilipin-2. In addition, adipose triglyceride lipase (ATGL) and apolipoprotein A1 (apo A-I) were recruited to adiposome. We termed the functional protein-coated adiposomes, Artificial Lipid Droplets (ALDs). Using this experimental system, different proteins can be recruited to build ALDs for some biological goals and potential usage in drug delivery.