Cell Metabolism丨低温暴露时的肝脏脂质重塑机制

撰文丨我的闺蜜老红帽

肝脏 作为 代谢转换器 ，分解 葡萄糖 和 脂质 ，为 外周组织 提供能量 ，从而维持哺乳动物的能量稳态。在进食状态下，肝脏是多余葡萄糖的储存库，以维持正常血糖水平。在禁食期间，营养物质匮乏时，肝脏 分解 脂质以供外周组织使用，并将葡萄糖保留给大脑。 由利用葡萄糖 转向 利用 脂质 ， 是一个多个器官的 协调 反应，始于白色脂肪组织 中的 甘油三酯分解，这会将游离脂肪酸释放到循环中，其中一部分被肝脏摄取并 利用【1，2，3，4】。了解肝脏在应激适应过程中对营养物质的调节，可以为研究代谢综合征中提供 新思路【5】。

寒冷暴露是一类 会导致肝脏脂肪快速重塑的代谢应激压力【6】，它会增加白色脂肪组织 中 的脂肪分解，多余的游离脂肪酸被肝脏摄取并转化为复杂脂质；急性寒冷暴露会导致暂时性肝脂肪变性【7】。肝脏脂质处理能力 异常 会导致寒冷不耐受 ，但是，其具体机制仍不清楚。

近期，来自 美国威斯康星 - 麦迪逊大学 的Judith A. Simcox研究组在Cell Metabolism上发表题为Hepatic lipidremodeling in cold exposure uncovers direct regulation ofbis(monoacylglycero)phosphate lipids by phospholipase A2 group XV的文章，发现肝脏溶酶体通过重塑脂质来协调机体对寒冷的代谢适应。

为了识别寒冷暴露中 发生变化 的其他肝脏脂质代谢途径，作者 通过 非靶向液相色谱 - 质谱（ LC-MS ）脂质组学 ， 发现超过 200 种肝脏脂质在寒冷暴露下发生了显著变化。这些脂质涵盖了多种化学性质不同的脂质类别，包括酰基肉碱、三酰甘油、神经酰胺和磷脂。 另外， 有 94 个光谱特征尚未 被 鉴定出来，但它们的丰度存在可重复的、依赖于温度的差异。

接下来， 作者 重点 确定 上述 94 个未知脂质 ，并探索它们在肝脏营养调节中的作用。通过评估光谱特征碎片，作者确定 其中一部分为 磷酸单酰基甘油 （ BMP ， bis(monoacylglycero) phosphate ）。 BM P 通常 定位于溶酶体 ，主要功能是 介导脂质和蛋白质降解。 BMP 异常 脂质积累是溶酶体疾病的特征 之一， 然而， 其 功能 和调控网络 仍然知之甚少。

为了确定 BMP 增加是否与溶酶体功能改变相关，作者使用成像和生化分析对溶酶体进行了分析。作者观察到，在寒冷暴露期间，溶酶体定位于脂滴 。另外， BMP 脂质变化与溶酶体丰度无关，但依赖于溶酶体转录调节因子 EB （ TFEB ）。 TFEB 是一类 自噬和溶酶体生物 合成 的调节 因子 ，表现出寒冷诱导的活性 迁移 ，导致溶酶体脂代谢改变。

最后，作者建立了 肝脏 T FEB 敲低 的 小鼠 品系，并发现这一品系的小鼠 BMP 脂质降低 ，且出现 冷耐受 表型 。作者评估了溶酶体基因的 TFEB 的 结合位点，并确定磷脂酶 PLA2G15 可以 调节 BMP 脂质分解代谢。小鼠 PLA2G15 水平的降低 会提升 BMP 脂质水平 ， 从而改善冷耐受表型 。 另外， PLA2G15 催化位点突变 会导致 BMP 脂质分解 异常 。

综上所述， 作者的研究结果 建立了 低温暴露时 的 肝脏脂质重塑 机制。具体来说， PLA2G15 在 TF EB 的直接调控下， 参与 分解 BMP 脂质，从而改变溶酶体的功能。 作者的工作不仅 揭示了肝脏对 低温暴露 的适应过程， 还展示了 调节 BMP 脂质 有望干预 溶酶体 类疾病 和代谢 类 疾病。

当然，这项工作的问题之一是大多数实验是在雄性小鼠中进行的。虽然作者已经在雌性小鼠中重现了部分表型 ，然而， PLA2G15 和 TFEB 在雌性小鼠中是否存在相同功能和相互作用关系仍旧需要进一步证实。

文章来源

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2025.04.015

制版人：十一

参考文献

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