干細胞培養基助力科研，破壞膠質細胞內脂質穩態原因被找到

干細胞研究是目前生物醫學領域、發育生物學領域的一個熱門分支。在體外高效地培養干細胞，是相關研究的物質基礎。Ausbian干細胞專用培養基，完整的培養體系，無需二次配制，解凍后即可使用，便捷高效。

全基因組關聯研究表明脂質代謝與許多晚發性神經退行性疾病有關，包括阿爾茨海默病(AD)。膠質細胞中脂質(脂肪小囊)的積累是阿爾茨海默病的病理學特征。遲發型阿爾茨海默病有效的遺傳危險因素是APOE基因的ε4等位基因(APOE4)。APOE編碼一種脂質載體蛋白，它是許多脂蛋白顆粒的關鍵成分。

人類編碼APOE的基因是多態的，有三個共同的編碼變體(同種異構體)，它們彼此之間有兩個氨基酸的差異:ε3 (APOE3)， ε4 (APOE4)和ε2 (APOE2)。APOE4基因型是遲發性AD的主要遺傳危險因素，與心血管疾病有關，增加代謝綜合征的風險，并與壽命縮短有關。APOE4的存在降低了阿爾茨海默病的發病年齡，并以基因劑量依賴的方式增加了患病的終生風險。

載脂蛋白E (APOE)是許多脂蛋白顆粒的組成部分，是介導脂蛋白攝取的膜受體的配體。APOE4已被認為通過調節包括脂質轉運和代謝在內的多種途徑參與AD的發病，然而，APOE4改變細胞脂質組的方式尚不清楚。

在一項研究中，科研人員對APOE4和APOE3攜帶者的成纖維細胞，誘導多能干細胞(iPSCs)產生的表達APOE4的人類星形膠質細胞的脂質組進行了表征。研究人員發現ipsc衍生的APOE4星形膠質細胞，在體外比其等基因APOE3星形膠質細胞，更大程度上積累了儲存在脂滴中的不飽和甘油三酯。

相關研究發表在《Sci Transl Med》上，文章標題為：“APOE4 disrupts intracellular lipid homeostasis in human iPSC-derived glia"。

利用酵母和人細胞之間脂質代謝途徑的保守性，研究人員建立了一個酵母模型，其中酵母表達人APOE4，而不是人APOE3，誘導脂滴的積累和增加甘油三酯的不飽和，其方式與ipsc衍生的APOE4星形膠質細胞相似。脂滴積累伴隨著apoe4表達酵母的特定生長缺陷。功能喪失基因篩選顯示，脂肪生成轉錄程序的擾動使APOE4從其細胞毒性作用中分離出來。在表達APOE4的酵母模型和人類ipsc衍生的APOE4星形膠質細胞中，通過添加膽堿促進膜脂磷脂酰膽堿的合成，逆轉了異常脂質不飽和和脂滴積聚。

APOE被認為是一種脂質轉運蛋白，脂質失調最近被認為是包括AD在內的幾種神經退行性疾病的一個關鍵特征。然而，APOE4如何擾亂細胞內脂質狀態尚不清楚。研究報道了APOE4與APOE3攜帶者相比，在從APOE4獲得的成纖維細胞中產生的人類ipsc來源的星形細胞中，以及在表達人類APOE4亞型的酵母中，APOE4破壞了細胞脂質組。

研究人員將脂質組學和無偏倚的酵母全基因組篩選與功能和遺傳特性結合起來，證明APOE4誘導了脂質穩態的廣泛變化。這些變化導致脂肪酸不飽和的增加和細胞內脂滴的積累在酵母和人類ipsc來源的星形膠質細胞中。此外，研究人員還確定了這種脂質破壞的遺傳和化學調節劑。研究人員還發現，在培養基中添加膽堿(一種可溶性磷脂前體)的簡單環境，改變足以使表達APOE4的星形膠質細胞和表達人APOE4的酵母的細胞脂質組恢復到其基礎狀態。

該研究闡明了脂質代謝中的關鍵分子破壞可能導致與APOE4基因型相關的疾病風險。重要的是，該項研究表明，控制脂質代謝可能是一種治療方法，有助于減輕攜帶APOE4等位基因的后果。