第十八讲

  2019年1月18日下午,中国科学院上海药物研究所“药学前沿承嘏讲坛”第十八讲在承嘏厅举行。中国科学院营养与健康研究所研究员廖侃应邀作了题为“脂筏蛋白Cavin与糖脂代谢”的专题报告。上海药物所副所长李佳主持报告会,药物所百余位科研人员和研究生参加本次报告。

  廖侃首先分享了当年的求学经历,以及和脂肪细胞增殖与分化调控领域结缘的过程,并简要介绍了参与代谢的脂肪、糖和蛋白三大物质以及肝脏、胰脏器官的作用。脂肪组织在生物体内的能量代谢中发挥重要作用,其代谢异常会引起肥胖以及高血压、冠心病和糖尿病等多种疾病的发生。因此,对于脂肪细胞的研究具有非常重要的意义。他用图解的方式清晰地呈现了脂肪干细胞增殖、分化诱导成脂肪细胞和细胞凋亡的过程,系统研究了分化诱导过程中IGF-1受体信号转导机制,并揭示了细胞膜纤毛在这一过程中发挥调控细胞分化的重要作用。分化诱导信号起始于细胞膜上的感应纤毛,抑制纤毛生长会影响脂肪细胞分化。进一步研究表明:纤毛可以灵敏地感应配体,使IGF-1受体在纤毛中被激活发生磷酸化,而后募集下游信号分子IRS-1在基体中被磷酸化,进一步募集下游信号分子pIRS-1和AKT-1在基体中被磷酸化。这种信号转导途径并不是在细胞膜上的任何地方发生,而是通过纤毛有组织地发生。

  廖侃详细介绍了信号转导是如何穿过细胞膜发生的。脂筏是富含胆固醇的细胞膜区域,结构相对稳定,流动性小,具有特殊的结构蛋白质。研究表明破坏脂筏,会阻止胞外分化诱导信号向胞内转导。进一步研究脂筏的结构与生物学功能,发现Caveolae和Cavin是两类构成脂筏的结构蛋白,含有丰富的胆固醇、鞘磷脂和糖鞘脂,在调节细胞信号转导中发挥重要作用。Caveolin-1和Cavin-1 是最主要的结构蛋白质,参与细胞膜蛋白质的内吞。Caveolin-1在内质网中合成,然后通过高尔基体加工成熟到达细胞膜,这一过程与细胞分泌蛋白质的途径一致。随后,他深入剖析了Cavin-1对小鼠生理功能的影响,并提出Cavin-1基因缺失将导致肝糖原代谢异常。研究发现Cavin-1纯合子小鼠出生后离乳率极低,多数在哺乳阶段死亡。通过观察实验小鼠出生前、出生直至死亡各阶段的生理现象,发现Cavin-1基因缺失小鼠,出生10小时开始死亡,12小时基本全部死亡,并且浑身发紫,是低血糖紫绀症的典型症状,且小鼠出生前血糖正常,严重低血糖出现在出生后,而为刚出生的小鼠补充血糖,则生存率大大提高。通过观察野生型和Cavin-1基因缺失小鼠,表明Cavin-1基因缺失导致肝糖原代谢异常,进而导致低血糖。进一步研究小鼠肝脏发现Cavin-1基因缺失导致肝脏血窦缺乏孔洞,影响肝糖原的正常释放。由此证实Cavin-1是一个双重特性的蛋白质,既在细胞膜上参与细胞膜结构组成,又在细胞核内参与转录调控,但其在肝血窦内皮细胞中影响细胞分化的机制还需进一步研究确证。

  廖侃研究员的报告逻辑严密、层次分明、引人入胜。研究人员就Caveolin-1和Cavin-1蛋白的功能等问题同他进行了深入探讨。李佳副所长为其颁发了讲坛证书。

  廖侃现任中科院营养与健康研究所研究员,中科院上海生命科学研究院副院长,上海斯莱克实验动物有限责任公司董事长。主要研究细胞膜结构对于细胞信号调控和细胞功能的影响,以及在脂肪细胞的分化诱导和代谢中的作用。1998年获得国家杰出青年科学基金。

  本期讲坛由上海药物所主办、新药研究国家重点实验室和中科院受体结构与功能重点实验室联合承办。

中国科学院营养与健康研究所廖侃研究员作主题报告

报告会现场

药物所副所长李佳向廖侃颁发讲坛证书

(供稿部门:中科院受体结构与功能重点实验室、科研与新药推进处;供稿人:刘璐、李川)