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综述:脂滴新成员:其调控机制与功能
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月26日 来源:Current Opinion in Cell Biology 6.0
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(编辑推荐)本综述系统总结了脂滴(LDs)相关蛋白的最新研究进展,从靶向机制、代谢调控到免疫防御和神经退行性疾病,揭示了LDs作为多功能细胞器的生物学复杂性。重点探讨了ER-LD(内质网-脂滴)通路、CYTOLD(胞质-脂滴)通路、以及MLX转录因子等新发现,为代谢疾病(如肥胖、AD)和病原体感染研究提供了新视角。
脂滴蛋白靶向机制
脂滴(LDs)作为保守的细胞器,其蛋白定位机制可分为直接结合与间接结合两类。直接结合依赖蛋白质三维结构,如含疏水发夹结构的DGAT2或两亲性螺旋的perilipins;间接结合则通过蛋白互作(如果蝇Jabba与组蛋白)或脂修饰(如Rab18的异戊烯化)实现。新分类系统提出ER-LD和CYTOLD两条通路:ER-LD通路依赖Seipin蛋白调控早期/晚期货物分选,而CYTOLD通路通过两亲性螺旋吸附于LD单层膜表面。值得注意的是,UBXD8等蛋白在从ER转移至LD时会发生“深V”到“开放浅层”的构象变化,但具体分子机制仍有待解析。
脂滴新蛋白的代谢调控
近期发现的MOSPD2通过CRAL-TRIO结构域促进ER-LD接触,缺失会导致LD组装缺陷。跨膜蛋白CLSTN3β在棕色脂肪中抑制CIDE蛋白介导的LD融合,而在白色脂肪中通过精氨酸富集区促进磷脂转移,展现组织特异性功能。线粒体-LD双定位的Aifm2在冷刺激下转位至线粒体内膜,作为NADH氧化酶支持产热,揭示了LD在能量代谢中的动态角色。
脂滴上的转录调控
原核生物中,Microorganism lipid droplet small regulator(MLDSR)通过调控MLDS表达将基因组DNA锚定于LDs以增强应激存活。真核细胞中,Max-like protein X(MLX)转录因子通过C端两亲性螺旋靶向LDs,导致其转录活性减弱,间接调控代谢基因表达。
有丝分裂调控者的意外角色
鸡视锥细胞中,纺锤体调控蛋白SPDL1-L异构体与中心体蛋白CETNs共定位于LDs,调控LD沿微管负端定位,影响视网膜光敏感度。这一发现暗示LDs可能通过招募有丝分裂相关蛋白参与细胞周期调控。
免疫战场与病原体劫持
LDs在免疫防御中扮演双重角色:果蝇LDs富集抗菌组蛋白,哺乳动物LDs则携带viperin等干扰素诱导蛋白对抗病原体。相反,军团菌效应蛋白LegA15通过劫持囊泡运输因子P115重塑LDs以获取营养,冠状病毒ORF6蛋白则通过增强LD-线粒体接触促进脂肪酸β氧化,为病毒复制供能。
神经退行性疾病中的脂滴异常
载脂蛋白E(APOE)依赖的LD积累是阿尔茨海默病(AD)的新机制:Aβ刺激小胶质细胞TG合成形成LDAM,释放的神经毒性因子通过APOE4亚型促进神经元脂质沉积。星形胶质细胞中,APOE4导致TG异常累积,揭示了遗传风险因素与LD代谢的密切联系。
非编码RNA的脂滴舞台
心肌特异性lncRNA LIPTER作为LD-细胞骨架桥梁,通过结合磷脂酸和MYH10蛋白促进LD运输,改善高脂饮食诱导的心肌病。人类产热脂肪细胞中,cAMP诱导的LINC00473转位至LD-线粒体界面,同步调控呼吸与脂解。更令人惊讶的是,非编码RNA编码的小肽LDANP1通过两亲性螺旋靶向LDs,可能通过调控PLIN2表达影响胰岛素敏感性。
随着成像技术和蛋白质组学发展,脂滴已从单纯的脂质存储库跃升为整合代谢、免疫和细胞周期的枢纽。未来研究需进一步解析LD蛋白跨物种保守性,为代谢性疾病和感染治疗提供新靶点。
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