HSP90缺陷通过低密度脂蛋白内吞途径促进胆固醇酯在脂滴中积累的机制研究

本研究揭示了HSP90（热休克蛋白90）在胆固醇代谢调控中的新机制。研究人员通过高通量筛选发现HSP90抑制剂会显著促进脂滴(LD)积累，进一步实验证实HSP90缺陷通过网格蛋白介导的内吞作用增强低密度脂蛋白(LDL)摄取，经ACAT1介导的胆固醇酯化导致胆固醇酯(CE)在脂滴中特异性富集。该发现为代谢性疾病和癌症治疗提供了新的潜在靶点。

　　

在细胞代谢调控领域，脂滴(LD)作为中性脂质储存细胞器，其动态变化与肥胖、糖尿病等代谢性疾病密切相关。然而，脂滴代谢的精确调控机制仍存在大量未知。尤其令人困惑的是，胆固醇酯(CE)如何在特定条件下选择性积累于脂滴中，这一过程涉及哪些关键调控因子？这些问题对理解代谢紊乱和开发新型治疗策略具有重要意义。

中国科学院生物物理研究所的研究人员通过创新性的高通量筛选策略，在《Communications Biology》发表的研究揭示了热休克蛋白90(HSP90)在胆固醇代谢调控中的关键作用。研究团队首先建立了基于CIDEC HeLa细胞的脂滴表型筛选平台，通过对7282种化合物的系统筛选，意外发现所有能显著增加脂滴积累的化合物均为HSP90抑制剂。后续实验证实，HSP90缺陷或功能抑制会特异性促进胆固醇酯在脂滴中的积累，这一过程不依赖自噬途径但需要功能性溶酶体参与。

关键技术方法包括：(1)建立CIDEC HeLa细胞脂滴表型高通量筛选平台；(2)采用3D成像和自动化图像分析定量脂滴参数；(3)利用脂质组学分析脂质种类变化；(4)通过siRNA敲低和药理学抑制验证关键分子功能；(5)使用DiI-LDL标记实验追踪低密度脂蛋白摄取。

HSP90缺陷增加细胞脂滴积累

研究发现HSP90敲低或抑制剂处理可显著增加多种细胞系中脂滴的数量和体积。通过脂质组学分析，确认胆固醇酯是HSP90缺陷后主要积累的脂质类别。

LD积累依赖溶酶体但不依赖自噬

实验证明溶酶体抑制剂氯喹(CQ)可逆转HSP90缺陷引起的脂滴积累，而在ATG5/7/ULK1敲除的自噬缺陷细胞中，HSP90敲低仍能引起脂滴积累，表明该过程是溶酶体依赖但自噬非依赖的。

网格蛋白介导的内吞参与LD积累

研究发现内吞途径抑制剂VPS34-IN1和PIK-FYVEi可阻断HSP90缺陷引起的脂滴积累。进一步实验证实，敲低网格蛋白重链(CLTC)而非小窝蛋白(CAV1)能显著减少脂滴积累，说明该过程特异性地依赖网格蛋白介导的内吞途径。

CE积累源于增强的LDL摄取

使用去脂血清(DLS)的实验表明，HSP90缺陷引起的脂滴积累需要外源性LDL补充。DiI-LDL摄取实验显示HSP90缺陷细胞摄取LDL增加40%。机制研究发现LDLR-DAB2-NPC1/2通路和ACAT1(而非ACAT2)是这一过程的关键分子。

这项研究首次揭示了HSP90通过调控LDL内吞影响胆固醇代谢的新机制，为理解脂滴动态平衡提供了全新视角。在基础研究层面，阐明了HSP90这一经典分子伴侣在脂质代谢中的非经典功能；在转化医学方面，由于HSP90是重要抗癌靶点，而胆固醇酯积累与肿瘤进展密切相关，该发现为开发同时靶向HSP90和胆固醇代谢的联合治疗策略提供了理论依据。此外，研究建立的高通量脂滴表型筛选平台为发现新的脂代谢调控因子提供了有力工具。

研究也存在一些待解问题：HSP90如何精确调控LDL内吞效率？CE-rich脂滴积累对细胞信号传导的具体影响是什么？这些问题的解答将进一步深化我们对胆固醇代谢调控网络的理解。