网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Nat Commun | 周章森团队揭示脂肪细胞感知胆固醇调控线粒体稳态及产热新机制

0
分享至

肥胖主要是由于饮食中的能量摄入超过机体能量消耗,导致体内脂肪组织过度储存。脂肪组织在营养和能量代谢平衡中具有至关重要的作用,近年来已成为研究肥胖及相关疾病机制的中心焦点。脂肪组织主要由白色脂肪组织(WAT)和棕色脂肪组织(BAT)组成。白色脂肪组织由多个大单腔脂滴组成,线粒体含量少,以甘油三酯形式储存能量。与之相对,棕色脂肪细胞最典型的结构特征是胞内丰富的线粒体与多室脂滴,其依靠线粒体内膜特异性解偶联蛋白 UCP1 介导产热,消耗储存的脂质能量,通过非战栗产热机制维持小型哺乳动物的体温稳态。现有研究已证实线粒体动力学在棕色脂肪代谢调控中扮演关键角色,但脂质分子如何通过调控细胞营养感应通路重塑线粒体稳态,进而调控 BAT 的产热功能,这一科学问题此前尚不明确。

近日,中国科学院上海营养与健康研究所周章森研究组、鲁明研究组联合香港理工大学朱玉燕团队,在Nature Communications在线发表题为ACAT1/SOAT1 governs mitochondrial dynamics and thermogenesis via the mTOR-MFN2-USP2 axis in brown adipocytes的研究论文。该研究揭示mTOR-MFN2-USP2信号轴介导胆固醇代谢调控棕色脂肪线粒体动力学与产热功能,为肥胖及相关代谢疾病提供潜在干预靶点。


研究团队发现,西方饮食可诱导小鼠棕色脂肪组织中 ACAT1 高表达。棕色脂肪特异性 ACAT1 缺失的小鼠对冷刺激敏感,伴随棕色脂肪产热能力与能量代谢的减弱。透射电子显微镜结果显示,冷刺激后 ACAT1 缺失小鼠棕色脂肪细胞中线粒体显著变大。进一步通过 PFIBs 对线粒体进行三维重构,结果显示:野生型棕色脂肪细胞中线粒体呈现小而圆球形,并伴随冷刺激诱导的新生线粒体形成;而 ACAT1 缺失后线粒体显著膨大,线粒体形态稳态遭到破坏。

机制研究表明,ACAT1 缺失可抑制 MFN2 泛素化降解,上调线粒体融合蛋白 MFN2 的表达水平,并伴随 MFN2 高分子量寡聚复合物的累积。进一步研究证实,ACAT1 缺失导致的胆固醇蓄积能够激活 mTOR 信号通路,促使 MFN2 在 Ser200 位点发生特异性磷酸化;磷酸化的 MFN2 招募去泛素化酶 USP2,对其进行去泛素化修饰,持续抑制 MFN2 的降解过程,最终维持 MFN2 蛋白稳定性。


图. ACAT1介导的胆固醇水平调控棕色脂肪细胞线粒体稳态的模式图。ACAT1 负责酯化胞内过量胆固醇,维持胆固醇稳态与线粒体正常动力学。当 ACAT1 缺失或被抑制,细胞内游离胆固醇水平升高,激活 mTOR 通路,驱动 MFN2 在 Ser200 位点磷酸化;该磷酸化修饰招募 USP2,实现 MFN2 去泛素化与蛋白稳定,进而诱导线粒体过度融合、内质网 线粒体接触形成及膜磷脂重塑,最终抑制棕色脂肪呼吸及低温诱导产热,加重饮食诱导的代谢功能障碍。

综上,本研究明确ACAT1介导的胆固醇稳态是调控棕色脂肪细胞产热功能、线粒体动力学及内质网-线粒体接触重塑的核心因素。通过系统的分子机制探究,本研究揭示了ACAT1-mTOR-MFN2-USP2信号轴对棕色脂肪产热的关键调控作用,建立了细胞内胆固醇代谢信号与线粒体稳态之间的重要关联。该研究不仅丰富了棕色脂肪产热调控的分子理论体系,也为靶向线粒体功能干预肥胖及相关代谢性疾病提供了全新的理论依据与实验支撑。

中国科学院上海营养与健康研究所博士研究生段玮为本论文第一作者,周章森研究员、鲁明研究员以及香港理工大学朱玉燕教授为共同通讯作者。研究工作得到上海营养与健康研究所应浩研究员、分子细胞科学卓越创新中心李伯良研究员、美国达特茅斯学院 Ta-Yuan Chang 教授、上海交通大学基础医学院赵旭贇教授的支持与帮助。本研究得到中国科学院上海营养与健康研究所公共技术中心、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心电镜平台的技术支撑。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-78424-w

制版人:十一

学术合作组织

(*排名不分先后)


推荐直播

转载须知

【非原创文章】本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经作者的允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
看惯唐国强版毛泽东,再看《伟大的长征》于和伟演,谁更贴近?

看惯唐国强版毛泽东,再看《伟大的长征》于和伟演,谁更贴近?

悦君兮君不知
2026-10-21 22:20:08
真该管管了,十元快剪横扫街头!让我这实体店10年日入2500变400

真该管管了,十元快剪横扫街头!让我这实体店10年日入2500变400

四海神君
2026-10-22 15:00:04
老牌女主播张琪格哭穷:成都买不起房,武汉房产近乎腰斩!弹幕却不买账:没人逼你买

老牌女主播张琪格哭穷:成都买不起房,武汉房产近乎腰斩!弹幕却不买账:没人逼你买

国创漫话
2026-10-23 14:45:13
人能捅出多大娄子?英国公务员将绝密文件丢火车上,第二天,上BBC了…

人能捅出多大娄子?英国公务员将绝密文件丢火车上,第二天,上BBC了…

英国那些事儿
2026-10-22 00:49:51
杭州百亿独角兽暴雷,创始人失联总部查封,员工血汗钱恐拿不回来

杭州百亿独角兽暴雷,创始人失联总部查封,员工血汗钱恐拿不回来

阅微札记
2026-10-23 09:55:51
耻辱纪录,CBA第一个面临下课主教练曝光,严重背锅

耻辱纪录,CBA第一个面临下课主教练曝光,严重背锅

宗介说体育
2026-10-23 15:27:18
全国唯一!藏在特大城市中心的监狱,只关死缓无期十年以上重刑犯

全国唯一!藏在特大城市中心的监狱,只关死缓无期十年以上重刑犯

真正能保护你的
2026-10-23 07:27:38
5换1!决裂交易重塑东部!谢谢你,凯尔特人!

5换1!决裂交易重塑东部!谢谢你,凯尔特人!

篮球实战宝典
2026-10-23 20:39:56
深圳一网友称在胖哥俩就餐因体验不佳给出匿名差评,商家向平台申诉却曝出自己就餐照片、工作信息等,门店客服:具体情况需要咨询平台

深圳一网友称在胖哥俩就餐因体验不佳给出匿名差评,商家向平台申诉却曝出自己就餐照片、工作信息等,门店客服:具体情况需要咨询平台

潇湘晨报
2026-10-23 23:02:27
广东、深圳公布前三季度GDP

广东、深圳公布前三季度GDP

证券时报
2026-10-23 16:42:03
比土木还崩的专业,从年薪20万跌到月薪2500,毕业即转行!

比土木还崩的专业,从年薪20万跌到月薪2500,毕业即转行!

黯泉
2026-05-20 20:08:54
追梦:揭幕战第三节我们已不想战斗,这责任在我

追梦:揭幕战第三节我们已不想战斗,这责任在我

热血体育社
2026-10-24 00:39:51
希拉里公开质疑特朗普有把柄在普京手上,所以甘愿做傀儡

希拉里公开质疑特朗普有把柄在普京手上,所以甘愿做傀儡

极目新闻
2026-10-23 09:48:28
“三毛”扮演者孟智超采访中透露:“此前不喜欢被叫三毛,30岁之前一直想着要找一个角色超越他”

“三毛”扮演者孟智超采访中透露:“此前不喜欢被叫三毛,30岁之前一直想着要找一个角色超越他”

韩小娱
2026-10-23 10:44:50
美日集结9国逼中国低头?俄罗斯突然下场:不是帮忙,是来算账的

美日集结9国逼中国低头?俄罗斯突然下场:不是帮忙,是来算账的

乌克兰小静
2026-10-23 08:19:09
女性衰老的标志:1臭、2大、3小,如果你没有,说明还年轻!

女性衰老的标志:1臭、2大、3小,如果你没有,说明还年轻!

健康科普365
2026-08-04 15:30:10
C刊版面流向了最不缺C刊的人手里!有数据显示,约1960所普通高等学校以第一机构身份发表CSSCI论文的数量为0篇

C刊版面流向了最不缺C刊的人手里!有数据显示,约1960所普通高等学校以第一机构身份发表CSSCI论文的数量为0篇

高教经纬88
2026-10-22 09:40:03
回老家一趟我彻底破防:村里47个五十岁上下的壮年人,全不种地不打工,天天打牌晒太阳,一问存款还没我多

回老家一趟我彻底破防:村里47个五十岁上下的壮年人,全不种地不打工,天天打牌晒太阳,一问存款还没我多

犀利辣椒
2026-09-25 06:21:06
10月23日俄乌:击败俄罗斯是不可能的?美国推出新的和平计划

10月23日俄乌:击败俄罗斯是不可能的?美国推出新的和平计划

山河路口
2026-10-23 21:11:14
两性关系:发现了没,寿命长的男人,大多都有这五个好习惯

两性关系:发现了没,寿命长的男人,大多都有这五个好习惯

荔子言
2026-09-08 14:55:50
2026-10-24 01:16:49
BioArtMED
BioArtMED
BioArt旗下科普媒体
5904文章数 2470关注度
往期回顾 全部

科技要闻

抢运营商饭碗!马斯克又有大动作

头条要闻

美国稀土大项目黄了 稀土产业遭遇重大挫折

头条要闻

美国稀土大项目黄了 稀土产业遭遇重大挫折

体育要闻

没人看好的加图索,打出队史最佳开局

娱乐要闻

黎纪君晒与刘恺威合照 恋情后首次同框

财经要闻

叫"保障"不叫"保险":租车平台的文字游戏

汽车要闻

设计换新/智舱升级 2027款博越限时价7.89万起

态度原创

家居
艺术
亲子
健康
教育

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

艺术要闻

吴冠中这幅《漓江新篁》,4830万!

亲子要闻

孩子复学厌学反复折腾,该让他继续熬还是干脆放弃?

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

教育要闻

考研报名三年降131万,高校从招生变终身学习枢纽|文凭买断时代落幕,进入能力订阅制

无障碍浏览 进入关怀版