子科生物報(bào)道：北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院王濤實(shí)驗(yàn)室在《PLOS Genetics》雜志在線發(fā)表題為“PE homeostasis rebalanced through mitochondria-ER lipid exchange prevents retinal degeneration in Drosophila”的研究論文。在該研究中，作者發(fā)現(xiàn)磷脂酰乙醇胺（PE）缺陷會(huì)造成果蠅視網(wǎng)膜退化，而線粒體合成的PE可以通過線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的連接位點(diǎn)運(yùn)輸至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，從而彌補(bǔ)細(xì)胞中的PE缺陷，進(jìn)而抑制視網(wǎng)膜退化。

PE是細(xì)胞膜的重要組分，維持PE穩(wěn)態(tài)對(duì)于細(xì)胞的正常生存和生理功能是至關(guān)重要的。細(xì)胞中主要有兩條合成PE的通路，一條是位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的CDP-乙醇胺通路，另外一條是位于線粒體上的PSD通路。細(xì)胞中大部分PE是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的CDP-乙醇胺通路合成的，而目前對(duì)于線粒體合成的PE在整體PE穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中的作用尚不清楚。

為了找到調(diào)節(jié)感光細(xì)胞生存的基因，作者進(jìn)行了全基因組的EMS遺傳篩選，并鑒定了pect突變體。Pect基因編碼磷酸乙醇胺胞苷酰轉(zhuǎn)移酶，該酶是CDP-乙醇胺通路中的限速酶，負(fù)責(zé)催化磷酸乙醇胺生成CDP-乙醇胺。作者發(fā)現(xiàn)，pect突變體視覺傳導(dǎo)反應(yīng)異常，表現(xiàn)出嚴(yán)重的視網(wǎng)膜退化。

通過對(duì)突變體果蠅眼睛進(jìn)行脂質(zhì)譜分析，作者發(fā)現(xiàn)，pect突變?cè)斐杉?xì)胞中主要的磷脂組成變化，其中PC和PI含量升高，PE和PS含量下降。接下來，作者對(duì)這幾類磷脂合成相關(guān)的酶進(jìn)行遺傳學(xué)操作，希望確定哪類磷脂的變化造成了pect突變體表型。

通過一系列遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)過表達(dá)線粒體上合成PE的酶PSD，可以抑制pect突變體視網(wǎng)膜退化表型，并且可以部分回復(fù)突變體的視覺傳導(dǎo)反應(yīng)。脂質(zhì)譜分析表明，PSD過表達(dá)回復(fù)了pect突變體中的PE含量，說明當(dāng)細(xì)胞中PE含量下降時(shí)，線粒體合成的PE可以運(yùn)輸至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的脂交換是通過線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的連接位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。作者發(fā)現(xiàn)破壞線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的連接位點(diǎn)可以抑制PSD對(duì)pect突變體表型的回復(fù)，進(jìn)一步說明線粒體合成的PE可以通過線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的連接位點(diǎn)運(yùn)輸至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，從而彌補(bǔ)細(xì)胞中的PE缺陷。

綜上，該研究發(fā)現(xiàn)PE缺陷會(huì)造成神經(jīng)細(xì)胞死亡，線粒體合成的PE對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)整體PE含量穩(wěn)定至關(guān)重要，增加線粒體合成的PE將是治療PE缺陷相關(guān)疾病的潛在方法。

王濤實(shí)驗(yàn)室博士后趙海芳是論文的第一作者。王濤博士為論文的通訊作者。該研究由科技部973項(xiàng)目和北京市科委資助，在北京生命科學(xué)研究所完成。

原文標(biāo)題：

PE homeostasis rebalanced through mitochondria-ER lipid exchange prevents retinal degeneration in Drosophila