2023
年
9
月
1
1
日
，
上海科技大学
生命学院
刘冀珑
课题组
在
学术期刊
eLife
上
发表题为
“
Fat body-specific reduction
of CTPS alleviates HFD-induced obesity
”
的文章。
该成果
揭示
脂肪体中
CTPS
动态聚合
细胞蛇
在脂质生成和脂肪组织发育过程中
的作用机制。细胞蛇
通过整合
PI3K-AKT
信号通路，
感应营养变化和调整代谢适应，
进而
影响脂质合成基因表达，
调控脂代谢稳态
。
图
1
：刘冀珑课题组学术论文
“
Fat body-specific reduction of CTPS alleviates HFD-induced obesity
”
在
e
Life
发表。
2010
年，
在
牛津大学
工作的
刘冀珑
教授
（现于上海科技大学）于果蝇组织中发现
CTPS
会形成
蛇形
无膜
细胞器
，将其命名为
“
细胞蛇
”
（
Cytoophidium
）。随后
CTPS
相继在细菌、酵母、古菌和人源细胞系中也
形成
细胞蛇
的现象
，
表明
细胞蛇
古老且进化
上高度保守。
本研究
利用
UAS/GAL4
系统在果蝇成虫重要的代谢组织包括神经组织和脂肪组织分别特异性地敲低
CTPS
表达，发现
CTPS
在果蝇脂肪体中参与体重和饥饿耐受的代谢调节。在高脂营养下，伴随着果蝇增重和脂质堆积的增加，脂肪体中
CTPS
表达增强，随之形成的细胞蛇长度增加
。这些结果
提示
CTPS
能够动态调节细胞蛇组装响应营养变化。深入研究发现脂肪组织特异敲低
CTPS
表达显著降低幼虫体重和脂肪积累，表现为脂肪细胞和细胞核减小，重要的能量存储分子甘油三脂含量明显减少。
研究者
利用点突变特异破坏脂肪细胞中
CTPS
分子聚合，
进而
发现
CTPS
聚合缺失的果蝇在高脂营养下，体重和脂质积累明显少于野生对照果蝇
。
结合靶向脂质组学和
RNA-Seq
分析发现
CTPS
缺失降低脂肪细胞膜
PI3K
活性，抑制
AKT
磷酸化水平，进而调节关键脂质合成酶
Acc
和
FASN1
的基因表达
。
这一系列实验结果
揭示
细胞蛇
缺失抑制高脂营养诱导的脂质堆积的分子机制，
证实
CTPS
通过
PI3K-AKT
通路在脂质生成和调控脂肪细胞脂质平衡中扮演至关重要的角色。
图
2：细胞蛇（红色）常常分布在果蝇脂肪体细胞边界。
该
研究
阐明
CTPS
动态组装参与果蝇响应生长发育和外界营养变化的能量利用
以及
与
PI3K-AKT
信号通路协调控制脂质代谢的生理功能和分子机制
。这项工作
有助于
加深
了解哺乳动物和人类
CTPS
在脂质代谢中的生理功能
，
使得通过操控细胞蛇的组装和解聚来减肥成为可能，
为人类相关代谢疾病治疗提供新的
潜在
干预靶点。
上海师范大学刘竞男副研究员
（原上海科技大学刘冀珑课题组副研究员）
为该论文的第一作者，上海科技大学博士毕业生章元兵
博士
和王俏琦
博士
为共同一作，
周有芳
博士
参与了这项研究，
刘冀珑教授为该论文的通讯作者。
论文链接：
https://elifesciences.org/articles/85293
