生物工程师揭示了果蝇大脑衰老过程中的脂质代谢动态

衰老是生命过程中不可避免的现象，伴随着生理功能的恶化和对疾病的易感性增加。

研究发现脂质代谢与衰老以及与年龄相关的疾病之间存在联系。脂滴是储存脂肪的细胞器，其大小和数量与脂质代谢密切相关。

近年来，研究人员对脂滴在细胞代谢中的重要功能以及更广泛的生物体的最佳功能有了更深入的了解。然而，脂质代谢随年龄的变化以及营养和代谢途径如何调节脂质代谢仍在研究中。

近期，关于果蝇大脑衰老过程中脂滴代谢动态变化的研究取得重大进展。该研究小组由加州大学圣地亚哥分校ShuChien-GeneLay生物工程系的LingyanShi领导。该团队在《GENBiotechnology》杂志上发表了其研究成果“生物正交刺激拉曼散射成像揭示了果蝇大脑衰老过程中的脂质代谢动力学”。

研究人员采用了一种名为氧化氘(D2O)刺激拉曼散射(DO-SRS)的新型显微成像技术，原位观察果蝇大脑中脂滴代谢随年龄、性别和饮食限制的动态变化。。该研究揭示了不同细胞类型中脂滴的密度、大小、膜和分布。

研究发现，幼果蝇的大脑含有具有代谢活性的小脂滴和富含脂质的膜。然而，随着果蝇年龄的增长，脂滴的大小逐渐增大，代谢活性降低，导致大脑的脂质成分减少。这一发现揭示了脂滴储存和消耗之间的相互作用，表明衰老大脑中存在功能障碍。

进一步的研究表明，胰岛素/IGF-1信号通路的下调可以逆转脂质代谢的改变，凸显了脂滴稳态在大脑健康中的关键作用。维持脂质合成和分解之间的平衡对于神经胶质细胞和神经元之间的脂质运输至关重要。饮食限制显着增强衰老果蝇大脑中的脂质交换，并下调胰岛素/IGF-1信号通路，从而延长寿命。

在对不同性别果蝇的研究中发现，在衰老过程中，雌性果蝇大脑中脂滴的丰度和大小始终高于雄性果蝇大脑中的脂滴丰度和大小。这一发现反映了女性可能具有更高的排毒能力，部分解释了女性比男性寿命更长的现象。它为进一步研究脂滴性别依赖性调控机制提供了线索。

第一作者——加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院石实验室博士后李亚娟博士和通讯作者——生物工程教授施凌岩——首席研究员表示，他们的高分辨率建立的原位成像方法首次直接观察和量化果蝇大脑中的脂质代谢。

该技术不仅限于脑成像，还可以在生物体内更广泛地应用，为未来脂滴代谢的研究提供可靠的平台。