编辑推荐：
在探究特定脂质对线粒体融合和分裂过程影响时，研究人员开展了关于急性二酰甘油（DAG）生成对线粒体动力学影响的研究。结果表明，DAG 可激活 EndoB 和 Drp1，引发线粒体管状化和分裂。该研究揭示了线粒体动力学调控新机制，为相关疾病研究提供方向。
线粒体作为细胞内的重要细胞器，在能量代谢、信号传导以及细胞生死抉择等诸多关键生理过程中都扮演着无可替代的角色。它并非是静态的结构，而是时刻处于动态变化之中，不断进行着融合与分裂的循环。这种动态平衡对于维持细胞的正常功能至关重要，一旦失衡，就可能引发一系列健康问题，如代谢紊乱、神经退行性疾病等。
尽管科学界对于调控线粒体动力学的蛋白质组件已有一定了解，但特定膜脂质在其中所起的作用却一直迷雾重重。这主要是因为直接研究完整细胞内线粒体膜脂质组成的空间受限变化困难重重，而且线粒体独特的双膜结构和特殊的脂质组成，也为深入探究带来了极大挑战。在这样的背景下，为了揭开特定脂质在调控线粒体形态方面的神秘面纱，来自美国国立卫生研究院（NIH）的 Eunice Kennedy Shriver 国家儿童健康与人类发展研究所、国立神经疾病与中风研究所，以及加拿大西安大略大学、印度科学教育与研究学院等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们理解线粒体动力学调控机制提供了新的视角。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。在细胞实验方面，运用诱导邻近系统，通过化学诱导的异源二聚化方法，将工程化的脂质修饰酶靶向到线粒体外膜（OMM），实现对 OMM 脂质组成的精准调控，进而观察线粒体形态的变化。同时，利用活细胞共聚焦显微镜技术，实时、直观地监测线粒体的动态变化过程。在体外实验中，使用支持膜模板（SMrTs）模拟线粒体的复杂拓扑结构，结合蛋白质表达与纯化技术，研究 DAG 对线粒体膜塑形蛋白功能的影响。
研究结果如下：
- 急性 DAG 生成诱导线粒体网络碎片化：通过诱导工程化的磷脂酶 C（BcPI - PLC）靶向 OMM，研究人员发现，急性生成的 DAG 能引发线粒体网络迅速且均匀的碎片化，同时部分线粒体的 DAG 含量显著增加。这一过程伴随着线粒体基质的肿胀，但并未影响线粒体膜电位和 Ca2+处理能力，表明线粒体网络的碎片化并非由 OMM 的普遍损伤导致。
- DAG 诱导的线粒体裂变依赖于 Drp1：在缺乏 Drp1 的 HeLa 细胞中，DAG 生成虽会使线粒体出现明显的收缩和基质肿胀，但网络仍保持连接，这充分证明了 Drp1 是 DAG 诱导的线粒体网络裂变所必需的。进一步研究发现，DAG 能增强 Drp1 与含心磷脂（CL）膜的结合，显著提高膜裂变效率，加速膜裂变反应。
- DAG 促进 EndoB1 的招募和 OMM 重塑：研究观察到，在 Drp1 功能缺失的细胞中，DAG 生成会导致 OMM 出现超收缩现象，这与 EndoB1 的招募密切相关。DAG 能够促进 EndoB1 与膜的结合，诱导膜的管状化。而且，EndoB1 与 Drp1 之间不存在直接相互作用，但 EndoB1 会干扰 Drp1 介导的裂变。此外，研究还发现 EndoB1 的 H0和 H11螺旋在其招募和膜重塑过程中发挥着重要作用。
在讨论部分，研究人员指出，本研究揭示了 OMM 上 PI 向 DAG 的局部转化能够启动并维持线粒体上两种不同的膜重塑过程，从而导致细胞器的急性管状化和裂变。DAG 通过直接影响膜塑形蛋白的招募和分子活性来发挥作用，这一发现强调了 OMM 脂质组成在调节线粒体动力学中的重要性。同时，研究还发现 DAG 的产生与多种生理和病理过程相关，有望为相关疾病的治疗提供新的潜在靶点。然而，研究也存在一定的局限性，如诱导产生的 DAG 水平可能超出生理范围，DAG 对线粒体的影响机制还需进一步深入研究等。
总的来说，这项研究为线粒体动力学的调控机制提供了重要的新见解，不仅加深了我们对线粒体生物学的理解，也为未来针对线粒体相关疾病的治疗策略开发奠定了坚实基础，有望推动健康医学领域在相关疾病研究和治疗方面取得新的突破。
