大脑如何获得必需的omega-3脂肪酸的模型

研究人员开发了一种斑马鱼模型，为大脑如何获得必需的omega-3脂肪酸(包括二十二碳六烯酸(DHA)和亚麻酸(ALA))提供了新的见解，有可能提高对脂质通过血脑屏障运输的理解，以及这一过程中可能导致出生缺陷或神经系统疾病的破坏。

　　

加州大学洛杉矶分校、加州大学洛杉矶分校霍华德休斯医学研究所和美国国立卫生研究院的研究人员开发了一种斑马鱼模型，为大脑如何获得必需的omega-3脂肪酸(包括二十二碳六烯酸(DHA)和亚麻酸(ALA))提供了新的见解。他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上，有可能提高对脂质通过血脑屏障的转运的理解，以及对这一过程中可能导致出生缺陷或神经系统疾病的破坏的理解。该模型还可能使研究人员能够设计出能够直接到达大脑的药物分子。

Omega-3脂肪酸被认为是必需的，因为人体不能制造它们，必须通过食物获得，如鱼、坚果和种子。DHA在大脑中的含量特别高，对健康的神经系统很重要。婴儿从母乳或配方奶粉中获得DHA，这种脂肪酸的缺乏与学习和记忆问题有关。为了进入大脑，omega-3脂肪酸必须通过脂质转运体Mfsd2a穿过血脑屏障，这对大脑的正常发育至关重要。尽管它很重要，但科学家们并不清楚Mfsd2a是如何运输DHA和其他omega-3脂肪酸的。

在这项研究中，研究小组提供了斑马鱼Mfsd2a的结构图像，它与人类的对应体相似。这些快照是第一个详细描述脂肪酸如何在细胞膜上移动的。研究小组还在Mfsd2a中发现了三个区室，它们表明通过转运蛋白移动和翻转脂肪酸所需的不同步骤，而不是通过线性通道或沿着蛋白质复合物的表面移动。这些发现提供了Mfsd2a如何将omega-3脂肪酸输送到大脑的关键信息，并可能使研究人员能够通过这一途径优化药物输送。该研究还提供了该转运蛋白家族的其他成员如何调节重要细胞功能的基础知识，该转运蛋白家族被称为主要促进物超家族(MFS)。

这项研究由加州大学洛杉矶分校的塔米尔·戈南博士和美国国立卫生研究院尤尼斯·肯尼迪·施莱弗国家儿童健康与人类发展研究所(NICHD)的多琳·马蒂斯博士领导。该研究的额外资金由美国国立卫生研究院的国家普通医学科学研究所(NIGMS)和霍华德休斯医学研究所提供。

Journal Reference:

1. Chi Nguyen, Hsiang-Ting Lei, Louis Tung Faat Lai, Marc J. Gallenito, Xuelang Mu, Doreen Matthies, Tamir Gonen. Lipid flipping in the omega-3 fatty-acid transporter. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-37702-7