神經(jīng)纖維瘤蛋白調(diào)控果蠅代謝率

      世界知名的美國(guó)斯克利普斯研究所（Scripps，世界排名前十的生物醫(yī)學(xué)研究所）神經(jīng)科學(xué)系Seth M Tomchik教授團(tuán)隊(duì)，以果蠅為模型揭示學(xué)習(xí)、記憶和遺傳疾病的神經(jīng)元機(jī)制，目前該團(tuán)隊(duì)受美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院和國(guó)防部等經(jīng)費(fèi)支持，以研究神經(jīng)纖維瘤1型（NF1)的基因突變?nèi)绾斡绊懮窠?jīng)元功能和新陳代謝，并著眼于未來(lái)的干預(yù)措施。

 

      2021年底，Tomchik教授團(tuán)隊(duì)在《Nature Communications》發(fā)表了關(guān)于神經(jīng)纖維瘤蛋白通過(guò)神經(jīng)元機(jī)制調(diào)控果蠅代謝“Neurofibromin regulates metabolic rate via neuronal mechanisms in Drosophila”的論文。研究采用果蠅睡眠和活動(dòng)代謝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SSI果蠅呼吸代謝系統(tǒng)）監(jiān)測(cè)果蠅的代謝率和活動(dòng)來(lái)研究Nf1突變?nèi)绾螌?dǎo)致果蠅的多動(dòng)癥、神經(jīng)元回路功能障礙和代謝改變（參見(jiàn)下圖）。 

 

      為了深入了解代謝表型的晝夜參數(shù)和機(jī)制基礎(chǔ)，通過(guò)SSI果蠅呼吸代謝系統(tǒng)測(cè)量氧氣消耗（VO₂）和二氧化碳產(chǎn)量(VCO₂), 24小時(shí)光周期Nf1^P1突變體的VCO₂和VO₂均高于對(duì)照組（Fig3b,d）, Nf1^P1突變體日間和夜間的總代謝率均高于對(duì)照組（Fig3c,e）。同樣，當(dāng)使用nSyb-Gal4敲掉Nf1泛神經(jīng)元時(shí)，發(fā)現(xiàn)VCO₂和VO₂均高于對(duì)照組（Fig3g-j），而且呼吸商（RQ）均顯著下降（Fig3f,k）。RQ降低與內(nèi)源性脂肪儲(chǔ)備利用率增加一致，表明Nf1的喪失可能會(huì)增加脂肪利用率�？傮w而言，這些數(shù)據(jù)為Nf1在代謝調(diào)節(jié)中的作用提供了獨(dú)立的支持，表明它在24小時(shí)光周期內(nèi)是一致的，并表明它可能是由脂肪穩(wěn)態(tài)改變引起的。
   
      易科泰生態(tài)技術(shù)公司與美國(guó)Sable公司合作，提供果蠅呼吸代謝測(cè)量全面技術(shù)方案，包括本文所采用的儀器技術(shù)方案及果蠅高通量呼吸代謝測(cè)量技術(shù)方案等。

 
 
參考資料
1.Elizabeth B.Brown, Jaco Klok, Alex C.Keene. Measuring metabolic rate in single flyies during sleep and waking states via indirect calorimetry. Journal of Neuroscience Methods, 2022
2.Botero V, Stanhope BA, Brown EB, Grenci EC, Boto T, Park SJ, King LB, Murphy KR, Colodner KJ, Walker JA, Keene AC, Ja WW, Tomchik SM. Neurofibromin regulates metabolic rate via neuronal mechanisms in Drosophila. Nat Commun. 2021
3.美國(guó)知名的斯克利普斯研究所（Scripps Research）神經(jīng)科學(xué)教授Tomchik實(shí)驗(yàn)室
4.美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院國(guó)家神經(jīng)疾病和中風(fēng)研究所R01將資助Tomchik實(shí)驗(yàn)室研究NF1對(duì)新陳代謝的影響