Dev Cell | 复旦大学赵同金团队发现肌肉再生的调控新机制

不同类型的细胞在不同的刺激或生理条件下摄取脂肪酸；然而，对脂肪酸摄取的环境特异性调节知之甚少。

2024年1月9日，复旦大学赵同金团队在Developmental Cell 在线发表题为“Dynamic palmitoylation of STX11 controls injury-induced fatty acid uptake to promote muscle regeneration”的研究论文，该研究表明肌肉损伤诱导肌肉干细胞(MuSCs)的脂肪酸摄取，以促进其增殖和肌肉再生。在人类和小鼠中，脂肪酸在肌肉损伤后被动员起来。脂肪酸通过CD36作为燃料和生长信号促进MuSC增殖。

在机制上，损伤触发MuSC中CD36的易位，这依赖于STX11的动态棕榈酰化。棕榈酰化促进STX11/SNAP23/VAMP4 SANRE复合物的形成，刺激CD36-和含STX11的囊泡融合。限制脂肪酸供应、阻断脂肪酸摄取或抑制STX11棕榈酰化会减弱小鼠的肌肉再生。该研究确定了脂肪酸在肌肉再生中的关键作用，并阐明了脂肪酸感知和摄取的环境特异性调节。

脂肪酸(FAs)是参与多种细胞活动的必需营养素，包括β氧化、能量储存、膜合成、脂质激素合成和脂质修饰FAs的跨质膜吸收是其代谢的第一步。虽然几乎所有的组织都能利用FAs，但它们对不同的生理条件或刺激的吸收是不同的在很大程度上仍不清楚如何实现上下文特异性FA摄取。

CD36是一种跨膜蛋白，可直接结合FAs，促进脂肪组织、骨骼肌、心脏和肝脏等多种组织对FA的吸收。CD36是一种棕榈酰化蛋白，它被含有磷酸基基的酰转移酶DHHC4和DHHC5棕榈酰化。在脂肪细胞中，CD36的动态棕榈酰化和去棕榈酰化为其FA摄取活性提供了关键的调节机制。将CD36靶向到PM以捕获细胞外FAs需要棕榈酰化，而FAs与CD36结合会触发其去棕榈酰化，从而通过LYN/SYK/ JNK信号通路促进FAs的内吞。由于CD36对许多类型的细胞摄取FA至关重要，理论上，CD36的活性在不同的细胞中应该受到不同的调节；然而，人们对CD36的细胞特异性调控知之甚少。

机理模式图（图源自Developmental Cell ）

骨骼肌是身体中最大的器官，它通过不断的自我更新来保持肌肉质量。肌肉损伤后，肌肉干细胞(MuSC，也称为卫星细胞)从静止状态切换到增殖状态进行肌肉修复。为了满足快速增殖的能量需求，活化的MuSC经历了显著的代谢变化。线粒体氧化磷酸化对于维持MuSC的再生能力以实现有效的能量生产至关重要。然而，目前尚不清楚这些营养物质的来源以及它们是如何被MuSC感知和利用的。

在人类和小鼠中，该研究观察到肌肉损伤后血浆FAs增加。并证明了FAs从脂肪组织和膳食脂肪中动员，通过充当燃料和信号分子来促进肌肉再生。此外，还确定了MuSCs损伤诱导的FA摄取的调节机制。发现肌肉损伤诱导CD36从细胞质转移到PM，并证明棕榈酰化STX11在这一过程中起关键作用。该研究揭示了FAs在肌肉再生中的关键作用，以及损伤依赖性FA摄取在MuSCs中的调节机制。

原文链接：

https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(23)00655-X

转自：“iNature”微信公众号

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