FAF2作为过氧化物酶体稳态与饱和脂质反应的双功能调控因子：揭示脂毒性与细胞器功能的新机制

为解决饱和脂肪酸（SFA）诱导的脂毒性机制不明及细胞类型特异性响应差异问题，研究人员通过全基因组CRISPR筛选，发现过氧化物酶体蛋白（尤其是醚脂合成酶）是调控脂毒性的关键因子，并首次揭示FAF2通过UBX/UAS结构域调控过氧化物酶体丰度与SFA应激反应的双功能角色。该研究发表于《SCIENCE ADVANCES》，为代谢疾病中脂毒性损伤提供了新靶点。

　　

在代谢性疾病中，饱和脂肪酸（SFA）如棕榈酸（PA）的积累会导致细胞脂毒性，引发内质网应激、氧化损伤甚至细胞死亡。尽管已知细胞通过脂质储存或去饱和等途径应对SFA，但SFA代谢与细胞器功能间的关联仍是未解之谜。尤其值得注意的是，不同细胞类型对脂毒性的响应存在显著差异，而这一现象的机制尚未系统阐明。此外，过氧化物酶体作为脂质代谢的关键细胞器，其功能失调与多种疾病相关，但调控其稳态的双功能因子仍待探索。

为回答这些问题，Broad Institute的研究团队在人类上皮细胞中开展了全基因组CRISPR敲除筛选，结合多组学分析，首次发现Fas相关因子家族成员2（FAF2）是过氧化物酶体稳态与SFA响应的核心调控因子。研究揭示，FAF2通过UBX（泛素调控X）和UAS（硫氧还蛋白样）结构域调控过氧化物酶体蛋白丰度，而醚脂合成酶AGPS/GNPAT的缺失可显著缓解PA诱导的细胞死亡。相关成果发表于《SCIENCE ADVANCES》，为理解脂毒性机制提供了新视角。

研究团队运用了以下关键技术：1）全基因组CRISPR-Cas9敲除筛选鉴定脂毒性调控基因；2）蛋白质组学（TMT LC-MS）分析FAF2敲除细胞的蛋白表达变化；3）脂质组学检测醚脂等代谢物水平；4）免疫荧光成像定量过氧化物酶体形态；5）AAV8介导的肝脏特异性FAF2敲除小鼠模型验证体内功能。

主要研究结果
1. 全基因组筛选揭示上皮细胞响应PA的独特过氧化物酶体特征
通过CRISPR筛选发现，过氧化物酶体通路（尤其是醚脂合成相关基因）在上皮细胞中特异性富集，AGPS/GNPAT敲除可显著抵抗PA毒性，而线粒体通路基因缺失则加剧损伤。

2. 数据整合发现FAF2是脂毒性与过氧化物酶体生物学的关键调控因子
共必需性分析显示，FAF2与过氧化物酶体生物发生因子（PEX基因）高度相关。免疫沉淀证实FAF2富集于过氧化物酶体组分，其敲除导致过氧化物酶体基质蛋白（如AGPS）和膜蛋白（如ABCD3）丰度下降。

3. FAF2普遍调控过氧化物酶体蛋白丰度与醚脂合成
蛋白质组学显示，FAF2敲除导致84种蛋白共同变化，包括过氧化物酶体蛋白减少和FAR1（醚脂降解靶标）上调。小鼠肝脏特异性敲除FAF2同样降低PEX14和ABCD3水平，证实其跨物种保守性。

4. 过氧化物酶体醚脂调控SFA响应
脂质组学发现，FAF2或AGPS/GNPAT敲除显著减少缩醛磷脂（plasmenyl-PE/PC），而添加醚脂中间体（1-O-hexadecyl-sn-glycerol）可逆转这一表型并加重PA毒性，表明醚脂积累加剧自噬溶酶体阻滞。

5. FAF2的UBX/UAS结构域调控过氧化物酶体丰度与SFA响应
结构域回补实验表明，缺失UBX或UAS的FAF2无法恢复过氧化物酶体蛋白水平。自噬抑制剂Bafilomycin A1可部分挽救AGPS表达，提示FAF2通过调控pexophagy（过氧化物酶体选择性自噬）影响脂毒性。

结论与意义
该研究首次阐明FAF2作为双功能节点，通过UBX/UAS结构域协调过氧化物酶体稳态与脂毒性响应。在机制上，FAF2缺失导致过氧化物酶体蛋白降解，减少醚脂合成，从而缓解PA诱导的自噬阻滞和细胞死亡。这一发现不仅拓展了对FAF2功能的认知——从已知的ERAD（内质网相关降解）调控延伸到细胞器质量控制，还为代谢性疾病（如纤维化、脂肪肝）提供了潜在干预靶点。

研究还揭示了细胞类型特异性机制：与既往白血病细胞研究不同，上皮细胞中醚脂代谢是SFA响应的决定性通路。这种差异凸显了在多样化细胞模型中探索脂毒性的必要性。未来研究可进一步解析FAF2底物特异性如何影响不同组织的过氧化物酶体功能，以及醚脂如何精确调控应激信号。该成果为代谢紊乱相关疾病的精准治疗奠定了理论基础。