脂质滴在缢蛏卵巢发育中的多面 “角色”:蛋白质组学与脂质组学解析揭示的奥秘

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics 2.2

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  在海洋软体动物卵巢发育研究中,脂质滴(LD)的蛋白和脂质组成研究有限。研究人员以缢蛏为对象,开展其卵巢 LD 的蛋白质组和脂质组分析。结果发现卵巢 LD 参与脂质代谢等多种过程,促进卵巢发育,为相关研究开辟新路径。

  在神秘的海洋世界里,海洋软体动物的繁衍一直是科学家们关注的焦点。性腺发育对于海洋软体动物的个体发展至关重要,其中卵巢发育更是关乎繁殖的成败。从卵巢发育的早期活跃阶段开始,脂质就开始大量积累。脂质作为卵母细胞和卵黄中的重要营养成分,其储存和利用与海洋软体动物的生殖活动紧密相连。比如在鱼类中,卵母细胞在早期卵黄发生阶段需要大量脂质来合成脂质滴(Lipid Droplet,LD),以满足配子发生、胚胎发生和早期幼体发育的能量需求。而且,脂质滴在卵母细胞中的数量和分布还会影响卵母细胞的质量,均匀分布脂质滴的卵母细胞受精率更高。
然而,尽管脂质滴在卵巢发育中如此重要,但目前对于海洋软体动物卵巢中脂质滴的蛋白质和脂质组成的研究却非常有限。在大多数研究中,虽然已经通过蛋白质组学方法鉴定了不同细胞类型中与脂质滴相关的蛋白质,但对于脂质滴内特定脂质分子的系统鉴定,也就是脂质组学研究,仍然存在不足。尤其是针对海洋软体动物卵巢中脂质滴的研究,几乎处于空白状态。这一知识缺口严重限制了人们对脂质滴在这些生物卵巢中功能的理解。

为了填补这一空白,来自宁波大学的研究人员以缢蛏(Sinonovacula constricta)为研究对象,开展了一项深入的研究。缢蛏广泛分布于太平洋西海岸,具有重要的经济和营养价值,而且它富含脂质,特别是长链多不饱和脂肪酸(Long-chain Polyunsaturated Fatty Acids,LC-PUFAs),并且幼体一年内就能性成熟,这些特点使它成为研究海洋软体动物卵巢脂质滴的理想模型。研究人员对缢蛏卵巢中的脂质滴进行了蛋白质组学和脂质组学分析,相关研究成果发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》上。

研究人员主要运用了蛋白质组学和脂质组学这两种关键技术方法。他们从缢蛏卵巢中纯化出脂质滴,然后分别对其蛋白质和脂质成分进行分析。在蛋白质组学分析方面,通过特定技术手段鉴定出其中的蛋白质;在脂质组学分析中,对脂质滴中的脂质分子进行系统的鉴定和分类。

研究结果如下:

  1. 卵巢发育阶段和脂质滴丰度:通过 HE 染色和油红 O(ORO)染色发现,缢蛏卵巢处于早期活跃阶段,并且卵巢中存在大量小脂质滴,但也有部分区域没有脂质滴。
  2. 蛋白质组学分析:研究人员鉴定出 3243 种蛋白质,其中 PLIN2 是含量最丰富的蛋白质(37.03 ± 13.56 %)。对含量前 500 的脂质滴相关蛋白质进行功能分析,将它们分为 15 个功能组,包括参与脂质代谢、固醇生物合成、三羧酸循环、碳水化合物代谢、G 蛋白超家族、蛋白质伴侣、转运蛋白、核苷酸分解代谢过程、蛋白质加工和降解、细胞骨架蛋白、氧化应激和免疫、核糖体相关蛋白等。这表明脂质滴不仅参与脂质代谢,还与其他细胞器和代谢过程存在相互作用。
  3. 脂质组学分析:共鉴定出 52 类 1158 种脂质分子。其中,磷脂酰胆碱(Phosphatidylcholine,PC)的种类最多,有 209 种,其次是醚磷脂酰胆碱(EtherPC)有 177 种,甘油三酯(Triglyceride,TG)有 149 种。脂肪酸(Fatty Acid,FA)分析显示,16:0 是含量最丰富的脂肪酸(30.01 ± 0.42 %),并且脂质滴富含长链多不饱和脂肪酸(35.63 ± 4.36 %),尤其是二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic Acid,EPA)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid,DHA)。进一步分析甘油三酯、磷脂酰胆碱和醚磷脂酰胆碱的脂肪酸组成发现,磷脂酰胆碱和甘油三酯中主要的脂肪酸是 16:0、16:1 和 18:3,而醚磷脂酰胆碱中主要的脂肪酸是 16:0、22:6 和 18:4。

研究结论表明,缢蛏卵巢中的脂质滴并非仅仅是储存中性脂质的惰性细胞内沉积物,而是类似于哺乳动物的脂质滴,是具有多种功能的细胞器。它们不仅为卵巢发育提供充足的能量,还作为多种代谢过程的平台,促进卵巢的发育。这项研究是首次对海洋软体动物卵巢脂质滴进行蛋白质组学和脂质组学分析,为深入理解海洋软体动物卵巢脂质滴的潜在作用奠定了基础,也为后续研究海洋软体动物的繁殖机制提供了重要的理论依据。

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