线粒体转移(Mitochondria Transfer)和隧道纳米管(Tunneling Nano Tubes,TNTs)都是大家非常关注的热点主题,特别是通过隧道纳米管途径进行的线粒体转移,不知大家有没有考虑过这个问题:当隧道纳米管打通了供体细胞(Donor Cell)和受体细胞(Recipient Cell)后,除了线粒体、RNA和蛋白外,是否还会有其它成分或者结构转移呢?
今天我们就通过一篇文章看另外一种成分——脂滴转移(Lipid droplet transfer):TFAM-mediated intercellular lipid droplet transfer promotes cadmium-induced
mice nonalcoholic fatty liver disease。TFAM介导的细胞间脂滴转移加剧镉诱导的小鼠非酒精性脂肪肝病(NAFLD)。研究探讨了镉(Cd)诱导的小鼠非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的新机制(研究临床选题特色:环境污染物),即脂滴通过细胞间隧道纳米管(TNTs)样结构进行长距离转移(研究关键发现:脂滴的细胞间转移,转移方式是隧道纳米管TNTs;需要注意的是:这项研究中的供体和受体细胞都是肝细胞,当然在自己的研究中大家也可以关注不同类型的细胞,比如肝细胞到巨噬细胞……)。研究发现:1)镉处理后,小鼠肝细胞系AML12细胞中TFAM水平降低,进而调节细胞质肌动蛋白丝网络的重构(表型热点1:细胞骨架)。2)MYH9和Rab18的相互作用增强,促进了脂滴的细胞间转移(细胞骨架作为脂滴细胞间转移的支持)。3)TFAM过表达可减轻镉诱导的MYH9和Rab18之间的相互作用,减少细胞间脂滴的转移和细胞内脂质的积累(TFAM通过MYH9-Rab18作用影响脂滴转移和累积)。此外,通过共培养系统发现,4)转移的脂滴可作为信号形成类似炎症风暴的效果(脂滴对靶细胞的影响),ACSL4作为脂滴转移的效应分子,促进周围细胞的脂质积累。研究结果表明,TFAM可作为镉诱导肝脏脂质积累的新治疗靶点。研究团队使用AML12细胞进行实验,将细胞分为两组,一组用5 μM Cd处理6小时,另一组作为对照。通过活细胞工作站分析、共聚焦显微镜3D成像等方法,检测了脂滴的动态变化、细胞间通道的存在以及细胞膜结构的变化,结果发现镉能够促进脂滴在细胞间的转移,且这种转移依赖于细胞间形成的通道,类似于隧道纳米管(TNTs)。第二部分:肌动蛋白丝网络重构与MYH9-Rab18相互作用
研究团队对AML12细胞进行5 μM Cd处理6小时,通过WB检测Rock1和Cofilin的水平,以及它们在细胞核内的分布;使用免疫荧光和Phalloidin染色观察Cofilin和β-actin在细胞内的分布。此外,通过免疫共沉淀检测MYH9和Rab18之间的相互作用。结果表明镉通过降低Rock1和Cofilin的水平,促进肌动蛋白丝网络的重构,为脂滴的转移提供了物质基础。同时,MYH9和Rab18之间的相互作用增强,为脂滴的转移提供了动力。
第三部分:TFAM调节肌动蛋白丝网络和MYH9-Rab18相互作用研究团队对TFAM进行过表达并进行镉处理,结果显示,TFAM过表达显著缓解了镉诱导的Rock1水平下降,缓解了镉诱导的Cofilin和β-actin的核内分布,减少了镉诱导的MYH9和Rab18之间的相互作用,表明TFAM通过调节Rock1-Cofilin轴,缓解镉诱导的肌动蛋白丝网络重构,从而抑制脂滴的细胞间转移。同时,TFAM通过调节MYH9-Rab18相互作用,减少脂滴的动力学,进一步抑制脂滴的转移。
研究团队建立了共培养系统,将经镉处理的肝细胞与未处理的细胞共培养,结果显示,镉诱导的脂滴转移显著降低了受体细胞的活力,增加了TG和TC含量,以及MDA和4-HNE水平;TFAM过表达显著缓解了这些变化,而ACSL4沉默显著缓解了镉诱导的脂质积累和脂质过氧化。1. 考虑到TNTs在细胞间交互中的作用,线粒体也好、脂滴也好都是可以预期的,当然大家也可以拓展发挥,比如思考一下:会不会存在核糖体等其它结构的转移呢?如果大家能够证实,也是很好的发现;2. 研究采用多种方法探究脂滴的细胞间转移。首先,利用活细胞工作站实时观察镉处理的AML12细胞中脂滴的动态变化,发现脂滴通过类似隧道纳米管(TNTs)的结构转移到未处理的AML12细胞;共聚焦显微镜3D成像和扫描电子显微镜(SEM)进一步证实了细胞间通道的存在和结构;WB检测了与肌动蛋白丝网络相关的蛋白表达变化,揭示了镉对Rock1和Cofilin水平的影响;免疫荧光和Phalloidin染色观察了这些蛋白在细胞内的分布;免疫共沉淀实验检测了MYH9和Rab18之间的相互作用。此外,通过构建共培养系统,研究了脂滴转移对受体细胞的影响,包括细胞活力、脂质含量和氧化应激水平的变化。
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