线粒体脂组在早期神经发育过程中比细胞脂组表现出相对更高的稳定性

《BMC Biology》：Mitochondrial lipidome exhibits relatively higher stability than cell lipidome during early neurodevelopment

　　

摘要

背景

线粒体在神经发育过程中发挥关键作用，因为增殖、分化、迁移和成熟需要高能量，而细胞会经历阶段性特异性的结构修饰和高脂质周转。虽然脂质是细胞和线粒体膜的主要成分，但在关键神经发育阶段脂质动态的作用仍然未知。

结果

这里，我们使用人类多能干细胞（PSCs）来衍生神经干细胞（NSCs）和神经元，并研究了在发育阶段细胞脂质及其线粒体对应物中发生的动态变化。在细胞和线粒体水平上，都观察到从PSCs到NSCs再到神经元，相对脂质含量逐渐增加，而不饱和度与脂质含量的比率相对稳定。在PSCs发育为NSCs然后发育为神经元的过程中，相对二酰甘油水平显示出稳定但显著的增加，并伴随相对三酰甘油水平的降低，但在其线粒体中则不然。有趣的是，与PSCs和NSCs相比，在神经元中观察到相对卵磷脂水平急剧增加，而在这些发育阶段，细胞及其线粒体中的卵磷脂/磷脂酰乙醇胺（PC/PE）比率均有所升高。总体而言，在神经发育过程中，细胞脂质组成显示出显著动态变化，而线粒体在主要脂质类别（如甘油脂质和甘油磷脂）上表现出相对稳定分布，但差异脂质分析显示在物种水平上存在显著重塑。

结论

这些基线数据可用于研究患者来源的iPSCs及其谱系在多种神经发育障碍中的关键细胞和线粒体脂质扰动。