人们早就知道，我们饮食中摄入的脂肪会对我们的健康产生影响。然而，它们对我们细胞分化的影响此前尚未被了解。在脂质组学的帮助下，德克萨斯大学的科学家们已经证明，饮食中的脂肪成分影响了间充质干细胞的命运，为如何改善“健康衰老”提供了见解。这项工作最近在我们的新闻物品。
我们采访了Ilya Levental教授报纸的UTHealth麦戈文医学院的最后一位作者和综合生物学和药理学助理教授，了解更多关于他的团队在细胞脂质组学方面令人兴奋的工作，以及他未来的研究方向。
KS你是怎么开始在这个领域工作的?脂质组学是您以前研究过的领域吗?
伊尔实际上，这个项目是从最基本的问题开始，结合偶然的机会获得一个整洁的模型系统。我一直很好奇不同细胞类型的细胞膜是否不同，但很难用培养的细胞系来测试这个问题，因为有太多潜在的混杂变量(培养条件、组织/生物来源、分离条件等)。然而，我的妻子(她现在是我实验室的联合pi，也是我们最近论文的第一作者)当时正在一个使用间充质干细胞的生物材料实验室工作。我们意识到，这些细胞非常适合用于测试在受控的体外分化过程中质膜是否发生变化。
我们进入脂质组学是这一原始观察的结果。当我们发现不同细胞的质膜具有不同的生物物理特性时，最直接的问题是“为什么?”对我们来说，显而易见的答案似乎是它们一定是由不同的脂质构成的。巧合的是，我以前的博士后导师(德国德累斯顿马克斯普朗克细胞生物学和遗传学研究所的Kai Simons博士)和他的合作者花了20年时间开发了一个强大的定量平台，用于进行高精度、全面的脂质组学研究。因此，我们与他的团队合作，发现了骨沉积细胞(成骨细胞)与其他类型(脂肪细胞和干细胞)的脂质之间的惊人差异。
与膳食脂肪的联系直接来自我们的观察。我们发现成骨细胞倾向于在细胞膜的脂质中积累多不饱和脂肪酸，因此我们推断，我们可以通过“喂养”成骨细胞来诱导它们的膜表型。让我们惊讶的是，它真的起作用了!!
KS光谱学、色谱法和质谱法是你论文中使用的关键技术。分析技术和设备的技术进步如何促进了你的工作?
伊尔这很简单……如果没有新一代质谱设备和技术促进的脂质组学，这个项目就不会存在。我们可能会停留在观察不同的细胞膜具有不同的生物物理特性，而没有任何方法显示产生这些特性的详细脂质变化。随着技术的商业化(包括通过Lipotype GmbH，我们在这项工作中的合作伙伴)，我们很容易就能完成几年前非常耗费时间和资源的工作，而且对我们来说可能是不可能的。
KS这个项目面临的主要挑战是什么?
伊尔这个项目最大的挑战是定义一个分子机制，通过这个分子机制，一个广泛的效应，如重塑细胞膜表型，实际上转化为细胞反应。首先，通过改变细胞膜，我们可能会影响数十个，甚至数百个细胞过程。其次，我们用来调节膜表型的膳食脂肪有各种潜在的副作用，与它们作为脂质成分的作用无关。因此，这些复杂情况使得我们很难定义我们观察背后的“如何”。最终，我们能够使用转录组学和蛋白质组学方法来识别重要的通路，但我应该说，我们还没有完全理解细胞如何感知复杂的输入，如细胞膜的大规模重塑。对我们来说，似乎不太可能有一种蛋白质或途径受到如此大规模的变化的影响。
KS研究往往会提出和解答一样多的问题。这项研究是否产生了您希望进一步探讨的问题?
伊尔的确如此!!其中之一是上面提到的…一个广泛的，非特异性的输入，如不同的膜成分和流动性是如何被已知的细胞信号机制感知和转导的?我们还发现了一个相关的难题:如果膜环境对蛋白质功能如此重要，那么大幅度改变膜怎么可能不完全破坏正常的细胞功能呢?我们发现即使是膜表型的巨大变化对细胞也没有毒性，所以一定有一些真正强大的稳态机制，允许细胞在其核心结构组件受到重大破坏的情况下存活。最后一个问题是与人类健康和疾病最相关的:改变其他细胞类型的膜表型有什么影响?显然，饮食中的脂质不仅影响我们在这里研究的细胞，还影响身体中的大多数细胞。这些细胞是如何对细胞膜扰动做出反应的?这些反应和各种膳食脂类的有益或有害影响之间有联系吗?这些都是我们现在正在兴奋地探索的问题。
KS你认为你的发现的主要影响是什么?你提到了膳食脂肪的作用以及对临床状况的可能影响，你认为它们会如何影响未来的医疗保健?
伊尔饮食和临床结果之间的联系是生物医学中最强的相关性之一。用多不饱和脂肪代替膳食饱和脂肪在各种情况下都是有益的，尤其是心血管疾病。但在许多情况下，这些仍然是相关性，没有明确的解释。我们的观察表明，饮食脂质对细胞膜的重塑，虽然经常被忽视，但却是饮食影响我们生理机能的一个关键机制。如果这一结论是正确的，那么这一结论可能为当今一些最流行的疾病提供多种潜在的干预措施。首先，改变脂质很容易也很便宜——几乎任何人都可以获得补充剂和饮食改变。其次，脂质生物化学和代谢是相对较好理解的经典领域，具有丰富的可用干预药理学。因此，我们认为细胞膜的调节代表了一个被忽视的具有重要生物医学潜力的领域。
Ilya Levental教授接受了技术网络科学作家Karen Steward博士的采访。188金宝搏备用
