中國科大揭示脂類代謝調控干細胞多能性的新機制

　　近日，中國科學技術大學生命科學學院高平課題組與張華鳳課題組在 EMBO Journal 在線發表了題為 Fatty acid synthesis is critical for stem cell pluripotency via promoting mitochondrial fission 的研究論文。該研究揭示了脂肪酸的從頭合成途徑可以影響線粒體的分裂從而調控細胞多能性。

　　多能性干細胞與已經分化的體細胞相比具有自我更新以及分化成各種類型體細胞的潛能，因而在疾病治療方面具有廣闊的應用前景。多能性干細胞具有獨特的代謝表型，比如糖代謝更傾向于進行糖酵解而不是有氧磷酸化，多種氨基酸的代謝途徑更傾向于合成途徑。然而脂類代謝網絡在干細胞多能性的維持與獲得過程中起到的作用仍然知之甚少。本項研究發現，在胚胎干細胞中以及細胞重編程過程中存在脂類積累現象，這一現象主要是由脂肪酸從頭合成途徑的增強造成的。進一步的機制研究發現，Acc1 介導的脂肪酸從頭合成途徑通過兩方面的機制促進線粒體分裂進而影響了細胞多能性：（1）脂類合成途徑消耗了細胞內作為底物的乙酰 CoA，從而降低了線粒體分裂蛋白 Fis1 的乙酰化導致的泛素化降解；（2）生成的產物脂肪酸本身可以推動線粒體動態平衡傾向于發生分裂。研究進一步證實該調控通路在人的體系中也保守存在。該研究首次建立了脂肪酸合成、線粒體分裂與細胞命運之間的調控通路，對多能性干細胞的臨床研究具有潛在的重要指導意義。

　　中國科大生命科學學院博士研究生王立華為該論文第一作者，高平與張華鳳為共同通訊作者。該研究工作得到了安徽醫科大學蔡永萍、中科院上海生科院生化與細胞所惠利健課題組、中國科大吳緬課題組的大力協助。該研究是在科技部、中科院以及國家自然科學基金委的資助下完成的。