中国科学院生物物理所刘平生组在纳米科学权威期刊《ACS Nano》上在线发表了题为“Construction of Nano-Droplet/Adiposome and Artificial Lipid Droplets”的研究成果。研究人员建立了一种构建脂肪体和人工脂滴的新方法,填补了单层磷脂膜细胞器体外研究体系的空白,为脂滴生物学的研究和纳米药物载体提供了新的思路和技术。
脂滴(lipid droplet, LD)是一种普遍存在于多种原核生物与几乎所有的真核生物细胞中的细胞器,具有储存甘油三酯等中性脂的重要功能。不同于其他细胞器双层磷脂膜结构的特点,脂滴是由单层磷脂膜覆盖中性脂核心,这也意味着传统的脂质体模型不能用于脂滴的体外研究。而研究显示脂滴的功能异常与2型糖尿病,脂肪肝及心血管疾病等代谢类疾病有着很重要的联系。因此,科学家们急需一种能够模拟脂滴的体外模型。
此次研究中,刘平生课题组的研究人员成功构建了由单层磷脂膜包裹中性脂的纳米颗粒(Nano-Droplet),其结构与没有蛋白的脂滴非常相似。对应于人工双层磷脂膜结构的脂质体(Liposome),他们命名这种结构为脂肪体(Adiposome)。通过脂肪体对原核与真核生物脂滴固有/结构蛋白与功能蛋白的富集,刘平生实验室成功地构建得到了人工脂滴。脂肪体与人工脂滴体系的建立将为脂滴蛋白的功能研究,脂滴与其他细胞器相互作用等研究提供新的方法,将大大推动脂滴生物学领域的发展。
由于血液中的脂蛋白与脂滴也有着相似的结构,刘平生实验室还成功的将人高密度脂蛋白的结构蛋白Apo A-I与脂肪体相结合,得到了人工脂蛋白。人工脂蛋白具有非常好的生物相容性,其中性脂核心又可以装载大量亲脂性药物。因此作为纳米药物载体,脂肪体和人工脂蛋白具有非常优秀的潜质。