神經(jīng)纖維瘤蛋白調(diào)控果蠅代謝率

美國斯克利普斯研究所（Scripps，生物醫(yī)學研究所）神經(jīng)科學系Seth M Tomchik教授團隊，以果蠅為模型揭示學習、記憶和遺傳疾病的神經(jīng)元機制，目前該團隊受美國國立衛(wèi)生研究院和國防部等經(jīng)費支持，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，并著眼于未來的干預措施。

2021年底，Tomchik教授團隊在《Nature Communications》發(fā)表了關于神經(jīng)纖維瘤蛋白通過神經(jīng)元機制調(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代謝監(jiān)測系統(tǒng)（SSI果蠅呼吸代謝系統(tǒng)）監(jiān)測果蠅的代謝率和活動來研究Nf1突變?nèi)绾螌е?/span>果蠅的多動癥、神經(jīng)元回路功能障礙和代謝改變（參見下圖）。 

      為了深入了解代謝表型的晝夜參數(shù)和機制基礎，通過SSI果蠅呼吸代謝系統(tǒng)測量氧氣消耗（VO₂）和二氧化碳產(chǎn)量(VCO₂), 24小時光周期Nf1^P1突變體的VCO₂和VO₂均高于對照組（Fig3b,d）, Nf1^P1突變體日間和夜間的總代謝率均高于對照組（Fig3c,e）。同樣，當使用nSyb-Gal4敲掉Nf1泛神經(jīng)元時，發(fā)現(xiàn)VCO₂和VO₂均高于對照組（Fig3g-j），而且呼吸商（RQ）均顯著下降（Fig3f,k）。RQ降低與內(nèi)源性脂肪儲備利用率增加一致，表明Nf1的喪失可能會增加脂肪利用率。總體而言，這些數(shù)據(jù)為Nf1在代謝調(diào)節(jié)中的作用提供了獨立的支持，表明它在24小時光周期內(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)技術公司與美國Sable公司合作，提供果蠅呼吸代謝測量全面技術方案，包括本文所采用的儀器技術方案及果蠅高通量呼吸代謝測量技術方案等。

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.美國的斯克利普斯研究所（Scripps Research）神經(jīng)科學教授Tomchik實驗室

4.美國國立衛(wèi)生研究院國家神經(jīng)疾病和中風研究所R01將資助Tomchik實驗室研究NF1對新陳代謝的影響