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摘要：Shen補充說，這項研究首次表明研究人員能夠直觀地觀察活細胞內脂肪酸的分布和動態，並揭示了細胞膜內飽和脂質積累的先前未知的毒性物理狀態。該研究小組於12月1日在線發表在美國國家科學院院刊（PNAS）上報導，用飽和脂肪酸構建細胞膜的細胞過程會產生硬化膜片，其中分子被「凍結」。
飽和脂肪酸構成脂質，在細胞膜（綠色）中形成「冷凍島」（藍色）。圖片來源：哥倫比亞大學Nicoletta Barolini
在我們日益健康的社會中，每隔幾年就會出現一種新的時尚飲食。阿特金斯，區域，Ketogenic，素食，素食主義者，南海灘，原始 – 有很多選擇和科學證據支持每個，很難知道什麼是健康的，什麼不是。然而，有一條消息始終存在：飽和脂肪是壞的。
哥倫比亞大學新的研究揭示了原因。
雖然醫生，營養學家和研究人員長期以來都知道飽和脂肪是造成美國某些主要死亡原因的原因，但他們無法確定過量飽和脂肪的方式或原因，例如從豬油中釋放出來的脂肪。 ，對細胞有毒並引起各種與脂質有關的疾病，而不飽和脂肪，如魚和橄欖油，可以起到保護作用。
為了找到答案，哥倫比亞大學的研究人員開發了一種新的顯微鏡技術，可以在脂肪酸被活細胞吸收後直接追蹤脂肪酸。該技術涉及用同位素，氘取代脂肪酸上的氫原子，而不像傳統策略那樣改變它們的物理化學性質和行為。通過切換，所有由脂肪酸制成的分子都可以通過稱為受激拉曼散射（SRS）顯微鏡的先進成像技術在活細胞內觀察到。
研究人員發現使用這種技術可以對肥胖，糖尿病和心血管疾病的理解和治療產生重大影響。
該研究小組於12月1日在線發表在美國國家科學院院刊（PNAS）上報導，用飽和脂肪酸構建細胞膜的細胞過程會產生硬化膜片，其中分子被「凍結」。在健康的條件下，這種膜應該是柔韌的，分子是流動的。
研究人員解釋說，飽和脂肪酸的僵硬，筆直，長鏈使脂質分子僵硬，並使它們與細胞膜的其他部分分離。在他們的顯微鏡下，研究小組觀察到這些脂質分子隨後積聚在緊密堆積的「島嶼」或群集中，這些群島並沒有太大的移動 – 他們稱之為「固體狀態」。隨著更多的飽和脂肪酸進入細胞，這些島的大小增加，導致膜的無彈性增加並逐漸損害整個細胞。
「長期以來，我們相信所有細胞膜都是液體狀的，允許嵌入的蛋白質改變其形狀並進行反應，」首席研究員魏敏，化學教授說。「以前在活的哺乳動物細胞中幾乎觀察不到固體狀膜。我們所看到的是完全不同且令人驚訝的。」
另一方面，由不飽和脂肪酸制成的脂質分子在其鏈中產生扭結，Min說，這使得這些脂質分子不可能像飽和脂肪分子那樣彼此緊密排列。它們繼續自由移動而不是形成固定的簇。在它們的運動中，這些分子可以在緊密堆積的飽和脂肪酸鏈之間擠壓和滑動。
「我們發現添加不飽和脂肪酸可以’融化’被飽和脂肪酸冷凍的膜島，」第一作者閔暉暉說，他是閔實驗室的研究生。她說，這種新機制可以部分解釋不飽和脂肪酸的有益作用，以及來自魚油的不飽和脂肪如何在一些脂質紊亂中起到保護作用。
Shen補充說，這項研究首次表明研究人員能夠直觀地觀察活細胞內脂肪酸的分布和動態，並揭示了細胞膜內飽和脂質積累的先前未知的毒性物理狀態。
「一旦他們進入細胞，飽和脂肪酸的行為就會導致嚴重的，往往是致命的疾病，」敏說。「可視化脂肪酸如何促成脂質代謝疾病，為我們提供了開始尋找治療它們的有效方法所需的直接物理信息。例如，我們可以找到阻止有毒脂質積累的方法。我們很興奮這一發現有可能真正影響公眾健康，尤其是與脂質相關的疾病。「#清風計劃#
更多信息： Yihui Shen等，代謝活性誘導內質網中的膜相分離，Proceedings of the National Academy of Sciences（2017）。 DOI：10.1073 / pnas.1712555114
期刊信息： 美國國家科學院院刊
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