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PNAS重磅!饱和脂肪谋杀健康全过程!

首页 » 《转》译 3天前 转化医学网 赞(2)
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导读
在日益注重健康饮食的当今社会,几乎每隔几年就会出现一种新的时尚饮食。几乎所有新的饮食方法都拥有足够的科学证据,但人们仍然很难确定究竟怎样的饮食习惯对于自己来说是健康的。但是不论如何:饱和脂肪始终是不利于健康的食物。

尽管医生,营养学家和研究人员早就知道饱和脂肪是造成美国某些主要死亡原因的原因,但他们至今却还不能确定过量的饱和脂肪如何引起细胞中毒和相关疾病,而诸如鱼油和橄榄油等不饱和脂肪却拥有一定的保护性。


近日,美国哥伦比亚大学闵玮课题组的一项最新研究揭示了摄入饱和脂肪影响健康的内在机制。该研究对应文章发表于最新上线的PNAS,名为Metabolic activity induces membrane phase separation in endoplasmic reticulum。



SRS显微镜


在这篇文章中,闵玮和他的同事们利用了一种新型显微镜技术,对脂肪酸被吸收到活细胞后的运动状态进行了直接追踪。如同传统方法那样,该技术应用氢的同位素氘取代脂肪酸上的氢原子,而并未改变它们的理化性质。通过开关,研究人员可以通过受激拉曼散射(SRS)显微镜的先进成像技术在活细胞中对脂肪酸分子进行观察。


研究人员发现,由饱和脂肪酸构建细胞膜结构中含有类似“冻结”的硬化膜片。在健康的条件下,这些膜结构本应是灵活的分子流体。


饱和脂肪酸的孤岛


研究人员解释说,饱和脂肪酸的坚硬直长链使脂质分子流动性降低,使它们与细胞膜的其余部分分离。在他们的显微镜下,研究人员观察到由饱和脂质分子紧密堆积形成“孤岛”或脂分子簇,这些分子簇的运动性极低,类似 于“固体样”的状态。随着越来越多的饱和脂肪酸进入细胞,这些小岛的尺寸也变得越来越大,使膜的非弹性增加并逐渐开始损害整个细胞。


“长期以来,我们都认为所有细胞膜都是液体状的,允许嵌入的蛋白质改变形状并进行反应。”文章的通讯作者闵玮教授表示, “以前,我们在活哺乳动物细胞中几乎没有观察到类似的固态膜结构,我们今天所看到的景象着实是令人惊讶的。



保护作用


由不饱和脂肪酸形成的脂质链上有一个扭结,这使得这些脂质分子不可能像饱和脂肪酸那样彼此紧密对齐。不饱和脂肪酸能够自由移动,而不是形成固定的集群。在它们的运动中,这些分子可以在紧密堆积的饱和脂肪酸链之间挤压和滑动。


“我们发现,添加不饱和脂肪酸可以”融化“被饱和脂肪酸冻结的膜岛”,文章的作者表示,这种新机制可以部分解释不饱和脂肪酸的有益作用,以及鱼油等不饱和脂肪如何在某些脂质紊乱中起到保护作用。


这项研究则首次对活细胞内的脂肪酸分布和动态变化进行了详细的描绘,补充说明了细胞膜内饱和脂质积累所带来的有毒物理状态。


闵玮教授表示:“饱和脂肪酸一旦进入细胞就会造成重大且常常致命的疾病。 “脂肪酸如何促成脂质代谢疾病的可视化则为我们提供了更为直接的信息。现在,我们可以寻找有效的方法来治疗这些由饱和脂肪酸引起的疾病,例如,我们可以找到一种方法来阻止有毒的饱和脂肪酸在细胞膜表面积聚。我们认为这一发现有可能真正地影响公众健康,尤其是与脂质相关的疾病领域。“


文章的通讯作者是哥伦比亚大学化学系闵玮教授,闵玮早年毕业于北京大学,2008年在哈佛大学获化学博士学位,导师为美国科学院院士谢晓亮教授,之后在其课题组从事博士后研究。闵玮博士现任哥伦比亚大学化学系终身教授,研究成果多次发表在Nature Method、PNAS等国际学术期刊,因其科学贡献获得过很多奖项,其中包括2013年的斯隆研究奖。

参考资料:Metabolic activity induces membrane phase separation in endoplasmic reticulum Proceedings of the National Academy of Sciences (2017).DOI: 10.1073/pnas.1712555114


(转化医学网360zhyx.com)

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