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脂肪分子的积累对细胞有害。新加坡国立大学永禄林医学院（NUS Medicine）的研究人员在理解细胞如何通过回收重要脂肪分子来保持健康方面取得了突破。
脂肪分子的积累对细胞有害。新加坡国立大学永禄林医学院的研究人员在理解细胞如何通过回收重要脂肪分子来保持健康方面取得了突破。他们的研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，揭示了一种名为Spinster同源物1（Spns1）的蛋白质如何帮助将脂肪运输出被称为溶酶体的细胞区室。
由新加坡国立大学医学院生物化学与免疫转化研究项目（TRP）系副教授Nguyen Nam Long领导的研究小组发现，Spns1就像一个细胞守门人，可以帮助将一种称为溶血磷脂的脂肪分子转移到溶酶体，即细胞的“回收中心”。然后这些脂肪分子被重新用于细胞功能。Spns1在维持细胞健康中起着至关重要的作用，它能确保脂肪的有效循环，防止有害脂肪的堆积。
脂肪和其他细胞物质通过三种途径到达溶酶体：内吞作用、吞噬作用和自噬作用。在内吞作用中，细胞通过将物质包裹在囊泡内来吸收外部物质，囊泡将物质运送到溶酶体处进行分解。在吞噬作用中，像巨噬细胞这样的免疫细胞就像身体的清理人员一样，吞噬像受损细胞或细菌这样的大颗粒，并将它们送到溶酶体。最后，在自噬过程中，细胞清理自身受损的部分，比如旧的线粒体，方法是将它们包裹在一个叫做自噬体的膜泡中。然后，这个气泡与溶酶体合并，溶酶体中的内容物被分解并循环利用，以保持细胞的健康。
一旦脂肪在溶酶体中被分解，它们在细胞中起着几个重要的作用。一是膜的修复和保养。分解的脂肪成分，如磷脂和鞘脂，被重新利用来重建和维持细胞的保护膜。脂肪也有助于能量的产生，因为其中一些脂肪被加工成细胞活动的燃料。此外，某些脂肪，如鞘氨醇-1-磷酸（S1P），在细胞通讯中起着至关重要的作用。这些信号分子帮助细胞协调重要的过程，如生长、运动和生存，确保身体正常运转。
在之前的一项研究中，新加坡国立大学医学小组已经表明，如果Spns1不能正常工作，它会导致细胞内脂质废物的积累，从而导致人类溶酶体储存疾病（LSD）。LSD是一组由溶酶体循环过程中的问题引起的50多种罕见遗传疾病。戈谢病、泰-萨克斯病、尼曼-匹克病和庞贝病等疾病是由细胞中的废物堆积引起的，导致严重的健康问题。溶酶体再循环途径的功能障碍也见于帕金森病和阿尔茨海默病。
该团队与来自德克萨斯大学西南医学中心（UTSW）的李晓春教授的团队合作，使用了一种称为冷冻电子显微镜（cryo-EM）的技术和功能读取器来拍摄Spns1与一种称为溶血磷脂酰胆碱（LPC）的特定类型的脂肪相互作用的图像，LPC是溶酶体中回收的溶血磷脂之一。这使他们更好地了解了Spns1是如何工作的，以及它是如何感知细胞环境的变化来执行其工作的。
溶酶体贮积症是一类罕见的遗传病，发生于溶酶体不能再循环重要分子时。我们的研究表明，Spns1在预防这些疾病中起着关键作用，通过确保脂肪被正确地运送出溶酶体。我们现在对细胞如何在原子水平上回收这些脂肪分子有了更多的了解，这可能有助于我们开发新的治疗方法，治疗Spns1无法发挥预期作用的疾病。”新加坡国立大学医学院生物化学与免疫学系转化研究计划（TRP）的Long副教授说。
研究小组还进行了实验，以证实这种蛋白质对于将脂肪从溶酶体中移出至关重要，而且Spns1的某些部分对其功能至关重要。该研究揭示了以下主要发现：
Spns1就像一扇门，打开和关闭，让脂肪从溶酶体中出来。
它依赖于来自细胞环境的特定信号来知道何时打开和关闭。
Spns1的突变会导致脂肪运输问题，导致细胞内废物的堆积和人类疾病。
“我们对这项研究的潜力感到兴奋，因为它可以为患有这些罕见疾病的患者带来真正的改变。”该论文的第一作者之一、新加坡国立大学医学院生物化学与免疫学TRP的Ha Thi Thuy Hoa女士说。“虽然这项研究捕获了Spns1向溶酶体打开以获取脂肪的状态，但我们现在正在努力了解相反的状态，即它从溶酶体向细胞的其余部分打开。”这将帮助我们充分了解Spns1如何完成其运输周期。
研究人员还在探索可能调节SPNS1活性的潜在小分子，目的是开发针对溶酶体贮积病的靶向药物。
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