约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员领导的一项新研究表明，与多种神经退行性疾病和精神疾病有关的遗传缺陷改变了饥饿的细胞如何代谢脂质。这一发现可能会导致治疗这些疾病的新目标，而这些疾病目前尚无治愈或完全有效的治疗方法。
综上所述，这些结果表明，遗传缺陷(称为C9orf72的基因中的突变)导致产生大量蛋白质，导致细胞过度生产脂质和称为NOX2的酶。已知会引起氧化应激并可能损害细胞的NOX2酶在患有肌萎缩性侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆的患者中也升高。
研究结果于10月26日在线发表在该杂志上基因与发展。
彭博学院生物化学与分子生物学系副教授王Ji(Jiou Wang)医师表示：“具有这种突变的细胞就好像在长期处于压力下一样，这可能是与这种缺陷有关的疾病的病理学基础。”“我们的研究提出了一个问题，我们是否应该考虑脂质代谢问题作为这些疾病的潜在原因。”
几年前，研究人员发现了C9orf72基因中的突变，此后已与ALS，额颞痴呆，阿尔茨海默氏病和躁郁症以及其他神经系统疾病相关。尽管研究人员已经知道这种突变会减少细胞中C9orf72基因编码的蛋白质的数量，但确切地知道这种C9orf72编码的蛋白质的作用尚不清楚。
为了了解其功能，研究人员创建了老鼠细胞，其中的C9orf72被有效去除，从而阻止了其蛋白质的产生，以研究天然携带该基因突变形式的细胞中发生的情况。然后，他们将这些细胞与具有该基因的细胞进行了比较，广泛地研究了两种细胞中产生的所有蛋白质的水平。他们研究了在正常条件下以及当细胞生活在缺乏称为葡萄糖(一种重要的细胞能源)的糖的环境中时这些蛋白质的水平。Wang解释说，以前的研究提示C9orf72可能在细胞如何保护自己免受营养饥饿的压力中起作用。
王说，当健康细胞被剥夺葡萄糖时，它们往往会制造并储存更多的脂质小滴。然而，研究人员的蛋白质水平分析表明，与具有该基因的细胞相比，缺乏葡萄糖的情况下，缺乏C9orf72蛋白的细胞产生的脂质代谢相关蛋白明显增多。当研究人员比较了在无葡萄糖条件下两种细胞之间脂质滴的数量时，缺乏C9orf72蛋白的细胞的含量明显更高。它们还具有更多的游离脂肪酸，这些脂肪酸一起形成了这些脂质小滴。
为了更好地理解为什么没有C9orf72基因的细胞中脂质增加的原因，研究人员研究了细胞用于产生脂质滴的两种不同途径：要么从头开始产生脂质，即所谓的新生脂质生物发生过程，要么通过消化脂质的其他成分。细胞产生脂质，这个过程称为自噬。他们发现，在没有C9orf72基因的细胞中，与这两种途径相关的蛋白质含量较高，表明每种脂质产生途径均受到异常调节。
他们进行了更深入的研究以发现不含C9orf72的细胞如何促进这两种途径，他们进行了另一项蛋白质分析，以发现哪些蛋白质与C9orf72相关。他们的搜索导致他们找到了CARM1，这是一种广泛影响哪些基因产生蛋白质以及产生多少蛋白质的蛋白质。事实证明，C9orf72对于通过溶酶体(细胞的消化细胞器)降解CARM1蛋白的先前未知途径很重要。进一步的研究表明，在C9orf72基因敲除细胞中，CARM1水平升高，从而导致与脂质产生相关的基因表达增加。
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