摘要：研究人員發(fā)現(xiàn) PLA2G15是BMP水解酶，靶向它可改善尼曼-匹克病（NPC1）病理

在細(xì)胞的微觀世界里，溶酶體就像勤勞的 “清潔工”，負(fù)責(zé)分解代謝脂質(zhì)等生物分子，維持細(xì)胞和機(jī)體的穩(wěn)定。其中，雙（單酰甘油）磷酸（BMP）作為溶酶體內(nèi)小泡的主要脂質(zhì)成分，在脂質(zhì)代謝中扮演著重要角色。然而，目前關(guān)于 BMP 的代謝機(jī)制卻迷霧重重。一方面，雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了溶酶體BMP 合成酶，但 BMP 在溶酶體內(nèi)如何降解、哪些酶參與其降解過程，這些關(guān)鍵問題一直沒有答案。另一方面，BMP 代謝失衡與多種人類疾病密切相關(guān)，如神經(jīng)退行性疾病、病毒感染、癌癥等，卻缺乏有效的針對性治療手段。因此，深入探究 BMP 的代謝機(jī)制，尋找潛在的治療靶點，成為科研人員亟待攻克的難題。 為了解開這些謎團(tuán)，來自美國斯坦福大學(xué)（Stanford University）等機(jī)構(gòu)的研究人員展開了一系列研究。他們的研究成果發(fā)表在《Nature》雜志上，為溶酶體相關(guān)疾病的治療帶來了新的曙光。

研究人員主要采用了基因編輯、脂質(zhì)組學(xué)分析、酶活性檢測等技術(shù)方法。在基因編輯方面，利用 CRISPR - Cas9 技術(shù)構(gòu)建了 PLA2G15 基因敲除的細(xì)胞系和小鼠模型；脂質(zhì)組學(xué)分析則借助靶向和非靶向脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)，對細(xì)胞和組織中的脂質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析；酶活性檢測通過體外酶促反應(yīng)和細(xì)胞內(nèi)酶活性測定，研究 PLA2G15 對 BMP 的水解活性。此外，還使用了質(zhì)譜分析技術(shù)來鑒定和定量脂質(zhì)及代謝產(chǎn)物。研究樣本主要來源于小鼠組織、人胚腎 293T 細(xì)胞（HEK293T cells）、HeLa 細(xì)胞等。

下面來看具體的研究結(jié)果：

PLA2G15 水解 BMP 脂質(zhì)：研究人員首先通過體外實驗，用商業(yè) BMP 與腦、肝裂解物孵育，發(fā)現(xiàn) BMP 在酸性和堿性條件下都能被水解，且溶酶體裂解物在酸性 pH 條件下可高效水解 BMP。進(jìn)一步研究證實，溶酶體磷脂酶 PLA2G15 能夠降解 BMP 脂質(zhì)，其水解活性可被抑制劑抑制，且 PLA2G15 對不同來源的 BMP 脂質(zhì)都有顯著水解作用12。

sn2，sn2′ ?；Ｗo(hù) S，S BMP 免受 PLA2G15 水解：研究發(fā)現(xiàn)，BMP 的不同異構(gòu)體對 PLA2G15 的水解敏感性不同。具有 sn2，sn2′ 酰化位置和 S，S 立體構(gòu)型的 BMP 對 PLA2G15 的水解具有抗性，而其他異構(gòu)體則較易被水解。通過動力學(xué)研究和分子對接實驗，揭示了 PLA2G15 對不同 BMP 異構(gòu)體的催化效率差異及結(jié)合模式34。

PLA2G15 缺失導(dǎo)致 BMP 積累：通過靶向脂質(zhì)組學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn) PLA2G15 缺陷的細(xì)胞和組織中，幾乎所有 BMP 種類都顯著增加，補(bǔ)充野生型 PLA2G15 可逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象，表明 PLA2G15 在 BMP 水解和穩(wěn)態(tài)維持中起關(guān)鍵作用56。

PLA2G15 調(diào)節(jié)溶酶體脂質(zhì)代謝：研究表明，PLA2G15 活性影響 BMP 在細(xì)胞內(nèi)的代謝命運(yùn)，2，2′ BMP 在細(xì)胞內(nèi)可能需要轉(zhuǎn)化為 3，3′ BMP 才能被有效降解。此外，抑制 PLA2G15 可上調(diào)骨髓來源巨噬細(xì)胞（BMDMs）中的葡萄糖腦苷脂酶（GCase）活性，減少 NPC1 缺陷患者成纖維細(xì)胞中的膽固醇積累78。

靶向 Pla2g15 逆轉(zhuǎn) NPC1 缺陷：研究人員構(gòu)建了 PLA2G15 缺陷小鼠并與 NPC1 缺陷小鼠雜交，發(fā)現(xiàn) PLA2G15 缺失可顯著改善 NPC1 缺陷小鼠的疾病癥狀，包括降低神經(jīng)絲輕鏈（NfL）、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）等疾病標(biāo)志物水平，減輕神經(jīng)病理變化，延長小鼠壽命910。

圖2 PLA2G15能夠水解BMP脂質(zhì)

綜合上述研究結(jié)果，研究人員得出結(jié)論：PLA2G15 是一種關(guān)鍵的溶酶體 BMP 水解酶，其對 BMP 的水解作用受到 BMP 的?；恢煤土Ⅲw構(gòu)型影響。PLA2G15 在維持 BMP 穩(wěn)態(tài)和調(diào)節(jié)溶酶體脂質(zhì)代謝中起重要作用，靶向抑制 PLA2G15 可增加 BMP 濃度，改善 NPC1 等溶酶體相關(guān)疾病的病理癥狀，為這些疾病的治療提供了新的潛在靶點和治療策略。 該研究解決了長期以來關(guān)于 BMP 在溶酶體中代謝機(jī)制的爭議，明確了 PLA2G15 作為 BMP 水解酶的關(guān)鍵作用，為深入理解溶酶體脂質(zhì)代謝調(diào)控機(jī)制提供了重要依據(jù)。同時，其發(fā)現(xiàn)靶向 PLA2G15 對溶酶體疾病的治療潛力，為開發(fā)新型治療方法奠定了理論基礎(chǔ)，有望為廣大溶酶體疾病患者帶來新的希望 。

[1] Intracellular protein editing enables incorporation of noncanonical residues in endogenous proteins