综述：果蝇过氧化物酶体细胞器间协作

本综述系统探讨了果蝇（Drosophila melanogaster）作为模式生物在过氧化物酶体（Peroxisome）研究中的独特价值，重点阐述了其与内质网（ER）、线粒体（Mitochondria）及脂滴（LDs）等细胞器的互作机制。文章详细解析了Pex基因家族（如Pex5、Pex14等）在细胞器膜接触、脂代谢（如VLCFAsβ-氧化）、活性氧（ROS）平衡及神经发育中的核心作用，并关联了多种人类疾病（如齐薇格谱系障碍ZSD、肾上腺脑白质营养不良ALD），为代谢性疾病和神经退行性疾病研究提供了进化保守的分子视角。

　　

Peroxisomes—more than just microbodies

过氧化物酶体是真核细胞中负责脂质代谢和氧化还原平衡的膜结合细胞器，其功能远超早期描述的“微体”（microbodies）。它参与极长链脂肪酸（VLCFAs）的β-氧化、醚磷脂（ether phospholipids）合成、活性氧（ROS）代谢及免疫信号传导。过氧化物酶体的生物发生依赖Peroxin（Pex）基因家族（如果蝇中的Pex3、Pex5、Pex19等），通过裂变或内质网来源的前过氧化物酶体囊泡（PPVs）形成新细胞器。其基质酶通过PTS1（Ser-Lys-Leu）序列被Pex5识别并导入，而Pex2/Pex10/Pex12复合物则参与Pex5的回收。人类PEX基因突变会导致多种器官功能障碍，包括齐薇格谱系障碍（ZSD）和X-连锁肾上腺脑白质营养不良（ALD）。

Studying peroxisomes in Drosophila—a simple animal with a simple genome

果蝇凭借其遗传操作便捷、器官发育复杂及代谢系统保守等优势，成为研究过氧化物酶体功能的理想模型。通过胚胎S2细胞表达PTS1-GFP标记体系，研究者实现了对过氧化物酶体的动态追踪。遗传筛选发现，果蝇Pex基因突变（如Pex1、Pex3、Pex19）会导致发育延迟、脂代谢紊乱、ROS积累、雄性不育及神经系统缺陷（如运动功能障碍）。这些表型与人类过氧化物酶体疾病高度相似，凸显果蝇在模拟系统性疾病机制中的价值。

Interactions between peroxisomes and other organelles—coordinating cellular metabolism

细胞器间通过膜接触位点（membrane contact sites）或蛋白质栓系实现功能协同。过氧化物酶体与内质网、线粒体、脂滴等细胞器的物理邻近促进了代谢物交换、膜脂转移及信号整合，这对细胞代谢稳态至关重要。

Peroxisome–ER contacts—membrane contacts drive functional coordination

内质网（ER）是过氧化物酶体膜脂供应的主要来源。在哺乳动物细胞中，过氧化物酶体膜蛋白ACBD5通过FFAT motif与ER膜蛋白VAPB的MSP结构域相互作用，形成膜接触位点，促进磷脂转移。果蝇中同源蛋白CG8814（ACBD5同源物）和Vap33（VAPB同源物）可能执行类似功能，但尚未在亚细胞水平证实。此外，Pex3和Pex19依赖的PPVs从ER出芽是过氧化物酶体de novo生成的关键途径，果蝇中同源通路高度保守。

Peroxisome–mitochondria coordination—partners in lipid metabolism

过氧化物酶体与线粒体在脂肪酸氧化和能量代谢中紧密协作。过氧化物酶体将VLCFAs降解为中链脂肪酸（MCFAs），后者进入线粒体进一步氧化供能。二者共享分裂机制：Drp1（动力蛋白相关蛋白1）通过适配蛋白Mff和Fis1被招募至两者膜上，驱动裂变。果蝇中同源蛋白Drp1、Mff（Tango11）和Fis1均存在。此外，线粒体Rho GTP酶Miro通过微管牵引力促进过氧化物酶体膜延伸，果蝇中可能存在类似机制。果蝇Pex突变（如Pex19）会导致线粒体肿胀、氧化损伤及脂毒性，而MCFA饮食可缓解此类缺陷。

Peroxisomes, pex proteins, and lipid droplets—coupling of lipid metabolism and storage

脂滴（LDs）是中性脂质存储中心，与过氧化物酶体协同调控脂解动员。在酵母中，过氧化物酶体形成pexopodia直接穿透LDs，促进脂肪酸转移。人类细胞中，LD蛋白Spastin M1与过氧化物酶体ABCD1栓系，招募ESCRT-III蛋白介导膜 remodeling。果蝇虽存在Spastin同源物（Spas），但其在LD-过氧化物酶体栓系中的作用未明。研究发现，果蝇Pex13和Pex14可定位至LD表面，抑制脂酶（如Brummer）招募，调控TAG动员。Pex5在秀丽隐杆线虫中 escort ATGL至LD，果蝇中是否存在类似机制尚待探索。

Summary—genes coordinating peroxisomes with other organelles are conserved in Drosophila

果蝇模型揭示了过氧化物酶体与多种细胞器协同机制的进化保守性，为理解人类过氧化物酶体相关疾病（如神经退行性疾病、代谢综合征、癌症及衰老）提供了分子基础。其简单基因组和强大遗传工具有助于鉴定新的互作因子和治疗靶点，推动相关疾病干预策略的开发。