Nat Commun：科学家开发出能揭示大脑如何获取必要Ω-3脂肪酸的特殊模型

Mfsd2a是二十二碳六烯酸（DHA，docosahexaenoic acid，一种Ω-3脂肪酸）穿越机体血脑屏障的转运器，Mfsd2a的缺失往往与从行为和运动障碍到小头畸形的发生直接相关，Mfsd2a能运输长链不饱和脂肪酸（包括DHA和α-亚麻酸），这些脂肪酸能吸附到两性离子溶血磷脂酰胆碱（LPC，lysophosphatidylcholine）的头部基团，即使最近研究人员确定了Mfsd2a的结构，但其是如何执行在能量上不利的任务从而在脂质双层上转运并翻转溶脂的具体分子细节，研究人员并不清楚。 近日，一篇发表在国际杂志   Nature Communications   上题为“   Lipid flipping in the omega-3 fatty-acid transporter   ”的研究报告中，来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新型斑马鱼模型，其能提供新的信息来揭示大脑如何获得必要的Ω-3脂肪酸的，包括二十二碳六烯酸（DHA）和亚麻酸（ALA）。相关研究结果有望帮助科学家们改善对跨越机体大脑血脑屏障的脂质运输的理解，以及这一过程的干扰是如何导致个体出生缺陷或神经系统疾病的，这种新型模型还能促使研究人员设计出药物分子从而直接抵达大脑。

科学家开发出能揭示大脑如何获取必要Ω-3脂肪酸的特殊模型。 图片来源：Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-37702-7 Ω-3脂肪酸被认为是必不可少的，因为机体无法制造这种脂肪酸，其必须通过诸如鱼类、坚果和种子等食物来获得，DHA的水平在大脑中尤其高，且对于健康的神经系统非常重要，婴儿能通过母乳和婴幼儿配方奶粉来获得DHA，而且这种脂肪酸的缺乏或与机体学习和记忆等问题的发生直接相关。

为了进入大脑，Ω-3脂肪酸必须通过脂质转运蛋白Mfsd2a跨越血脑屏障，Mfsd2a对于正常大脑的发育非常重要，尽管其很重要，但目前科学家们并不确切知道Mfsd2a是如何转运DHA以及其它Ω-3脂肪酸的。 

这项研究中，研究人员提供了斑马鱼Mfsd2a的结构图像，其与人类的对应副本非常相似，这一快照信息首次精确描述了脂肪酸是如何在细胞膜上移动的。

此外，研究人员还在Mfsd2a中识别出了3个区室，这就表明，通过转运器来移动和翻转脂肪酸或许需要不同的步骤，而不是通过线性通道或沿着蛋白质复合体的表面进行移动。 

本文研究结果提供了关键的信息来表明Mfsd2a将Ω-3脂肪酸转运到大脑中的机制，或许有望帮助研究人员通过这一途径来优化药物的运输；此外本文研究还提供了关于转运蛋白家族的其它成员（称之为主要易化超家族，MFS，major facilitator superfamily）如何调节重要的细胞功能。 综上，本文研究结果还绘制出了Mfsd2a突变体的图谱，其或能干扰脂质溶血磷脂酰胆碱（LPC）的运输，且与多种人类疾病发生有关。 

原始出处： Chi Nguyen, Hsiang-Ting Lei, Louis Tung Faat Lai, et al. Lipid flipping in the omega-3 fatty-acid transporter, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-37702-7