Developmental Cell：胚胎发育的关键脂肪酸

在12月12日的Developmental Cell杂志上，研究人员发表了一项出乎意料的研究结果，这项研究表明多不饱和脂肪酸在胚胎发育过程中的重要作用，并发现ACS家族的一个成员——ACSL4，能够激活称为多不饱和脂肪酸的特殊脂肪酸。

　　

生物通报道：发育生物学的一个经典问题是，不同的组织类型如何出现在正在发育胚胎的正确位置。已有科学家很好地描述了控制这个过程的一个信号通路。美国Carnegie科学研究所的Steven Farber带领的研究团队，在12月12日的Developmental Cell杂志上，发表了一项出乎意料的研究结果，揭示出多不饱和脂肪酸在这个过程中的重要作用。

脂肪酸充当能量的来源、细胞膜的“建筑材料”和细胞间发送信息的信号。酶是激活自由脂肪酸所必需的，因此它们对于细胞过程非常有用。执行此功能的酶被称为acyl-CoA合成酶，通常简称为ACS。

ACS家族的一个成员，ACSL4，能够激活称为多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids）的特殊脂肪酸。ACSL4突变与人类发育障碍有关，包括与X染色体有关的一类智能障碍。哺乳动物和果蝇的ACSL4酶，已经被证明在大脑发育和胚胎生存中发挥作用。然而，对于哺乳动物ACSL4在胚胎发育中作用的研究，已经被多不饱和脂肪酸到发育胚胎的母系传递，以及胚胎着床和子宫发育对多不饱和脂肪酸的需求所混淆。

Faber和他的团队，包括第一作者Rosa Miyares，与德国科隆大学Hammerschmidt的实验室合作，利用外部发展的斑马鱼模型，来理解ACSL4在胚胎发育过程中做了什么。Miyares和她的团队指出，ACSL4是胚胎发育成适当的组织所必不可少的。研究人员表明，ACSL4酶活性能够调节Bmp信号通路（这是适当的胚胎组织的关键）中一个特殊的蛋白。

Farber说：“一段时间以来，我们都知道多不饱和脂肪酸对产前健康很重要。在美国，这些脂肪酸广泛包含在产前维生素中。通过将多不饱和脂肪酸代谢与在胚胎早期的一个基本信号通路联系起来，我们这项研究为‘它们为什么如此重要’提供了线索。这些结果为进一步研究多不饱和脂肪酸代谢及其在发育和疾病中的各种作用，奠定了基础。”（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Long-Chain Acyl-CoA Synthetase 4A Regulates Smad Activity and Dorsoventral Patterning in the Zebrafish Embryo
Summary：Long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) and their metabolites are critical players in cell biology and embryonic development. Here we show that long-chain acyl-CoA synthetase 4a (Acsl4a), an LC-PUFA activating enzyme, is essential for proper patterning of the zebrafish dorsoventral axis. Loss of Acsl4a results in dorsalized embryos due to attenuated bone morphogenetic protein (Bmp) signaling. We demonstrate that Acsl4a modulates the activity of Smad transcription factors, the downstream mediators of Bmp signaling. Acsl4a promotes the inhibition of p38 mitogen-activated protein kinase and the Akt-mediated inhibition of glycogen synthase kinase 3, critical inhibitors of Smad activity. Consequently, introduction of a constitutively active Akt can rescue the dorsalized phenotype of Acsl4a-deficient embryos. Our results reveal a critical role for Acsl4a in modulating Bmp-Smad activity and provide a potential avenue for LC-PUFAs to influence a variety of developmental processes.