揭示棕色脂肪細胞中細胞器通訊基礎的新機制

近年來，棕色脂肪作為可以預防肥胖癥和相關健康風險(例如心血管疾病和糖尿病)的所謂好脂肪，受到越來越多的關注。棕色脂肪位于整個身體的小口袋中，有助于在寒冷的環境中維持體溫。它的顏色來自大量含鐵的線粒體，這與肥胖相關的標準白色脂肪不同。

UM醫學院分子與整合生理學和內科學教授Ling Qi博士領導的一個小組正在研究線粒體，細胞的動力植物以及稱為內質網(ER)的另一種細胞結構的方式，它參與蛋白質和脂質的生產，在棕色脂肪細胞內部相互作用。

特別是，他們研究了蛋白質復合物在稱為ER相關蛋白質降解或ERAD的過程中的作用。簡而言之，ERAD是去除和破壞錯誤折疊的蛋白質的過程，就像從ER中清除垃圾一樣。

齊說：“當細胞受到內質網應激時，每個人都認為ERAD只是一般細胞反應的一部分。”“過去六年來我們已經證明它在健康和疾病中起著根本性的作用。”

在一項新的研究，發表的研究文章在科學，齊與**作者Zhangsen周，博士，毛里西奧·托雷斯博士一起，和他們的同事們展示的ERAD蛋白復合物是如何影響線粒體的正常功能。

通常，ER和線粒體在稱為線粒體相關膜的接觸點上具有持續的相互作用。這些接觸點標志著線粒體需要劃分的區域，以產生新的線粒體并交換其他分子，例如脂質和鈣。ER形成圍繞線粒體的小管，使其準備分裂。

研究人員使用***的3D成像技術，發現棕色脂肪中的線粒體發生什么反應，而棕色脂肪中的線粒體暴露于寒冷時會丟失ERAD蛋白復合物Sel1L-Hrd1的一部分。

齊說：“當刪除棕色脂肪細胞中的這種復合物時，線粒體就會伸長并增大。”3D圖像使他們能夠查看以前無法識別的線粒體與ER之間的相互作用，并且線粒體以ER形包裹在ER小管周圍。

當將小鼠置于寒冷的環境中時，線粒體外膜的末端向后折疊，最終融合并完全包裹了ER小管。齊說，結果是線粒體異常大，畸形，功能失調。

齊說：“我們證明這些線粒體不能正常運行，并且小鼠變得對寒冷敏感，它們的體溫下降非常快。”換句話說，沒有這種ERAD蛋白復合物，褐色脂肪就不會被用來產生熱量。在顯微鏡下，這種功能失調的棕色脂肪比完整蛋白復合體小鼠的棕色脂肪具有更大的脂滴。“這是非常出乎意料的。這里的結果從根本上改變了我們對ER-線粒體通訊的理解，并進一步證明了ER降解復合物在細胞生物學中的重要性。”