Липидная капля - Lipid droplet

Липидные капли, также называемые липидными тельцами, масляные тела или адипосомы,[1] являются богатыми липидами клеточными органеллы которые регулируют хранение и гидролиз нейтральных липидов и находятся в основном в жировой ткани.[2] Они также служат резервуаром для холестерин и ацил-глицерины для образования и поддержания мембран. Липидные капли присутствуют во всех эукариотических организмах и хранят большую часть липиды у млекопитающих адипоциты. Первоначально эти липидные капли считались просто жировыми отложениями, но с момента открытия в 1990-х годах белков в оболочке липидных капель, которые регулируют динамику липидных капель и метаболизм липидов, липидные капли рассматриваются как высокодинамичные органеллы, которые играют очень важную роль. роль в регуляции внутриклеточного хранения липидов и метаболизма липидов. Роль липидных капель вне накопления липидов и холестерина недавно начала выясняться и включает тесную связь с воспалительными реакциями через синтез и метаболизм эйкозаноиды и метаболическим нарушениям, таким как ожирение, рак,[3][4] и атеросклероз.[5] В неадипоцитах липидные капли, как известно, играют роль в защите от липотоксичность путем хранения жирные кислоты в виде нейтрального триацилглицерина, который состоит из трех жирных кислот, связанных с глицерином. Альтернативно, жирные кислоты могут быть преобразованы в промежуточные липиды, такие как диацилглицерин (DAG), церамиды и жирные ацил-КоА. Эти промежуточные липиды могут нарушать передачу сигналов инсулина, что называется липид-индуцированной инсулинорезистентностью и липотоксичностью.[6] Капли липидов также служат платформами для связывания и распада белков. Наконец, известно, что липидные капли используются патогенами, такими как вирус гепатита С, то вирус денге и хламидия трахоматис среди прочего.[7][8]

Структура

Липидные капли состоят из нейтрального липидного ядра, состоящего в основном из триацилглицерины (ТАГ) и сложные эфиры холестерина, окруженные монослоем фосфолипидов.[2] Поверхность липидных капель украшена рядом белков, которые участвуют в регуляции липидный обмен.[2] Первое и наиболее хорошо охарактеризованное семейство белков оболочки липидных капель - это семейство белков перилипина, состоящее из пяти белков. К ним относятся перилипин 1 (PLIN1), перилипин 2 (PLIN2 / ADRP),[9] перилипин 3 (PLIN3 / TIP47), перилипин 4 (PLIN4 / S3-12) и перилипин 5 (PLIN5 / OXPAT / LSDP5 / MLDP).[10][11][12] Протеомика исследования выяснили связь многих других семейств белков с поверхностью липидов, включая белки, участвующие в переносе мембран, стыковке везикул, эндоцитозе и экзоцитозе.[13] Анализ липидного состава липидных капель выявил присутствие разнообразного набора видов фосфолипидов;[14] фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин самые распространенные, за ними следуют фосфатидилинозитол.

Капли липидов сильно различаются по размеру - от 20-40 нм до 100 мкм.[15] В адипоцитах липидные тела имеют тенденцию быть больше и могут составлять большую часть клетки, тогда как в других клетках они могут индуцироваться только при определенных условиях и значительно меньше по размеру.

Формирование

Хотя точный механизм образования липидных капель до сих пор неизвестен, предполагается, что они отрываются от мембраны эндоплазматический ретикулум поскольку теги собираются между двумя слоями его фосфолипидная мембрана. Следовательно, рост липидных капель может происходить за счет прямой диффузии жирных кислот, эндоцитоза стеринов или за счет слияния более мелких липидных капель с помощью SNARE белки.[15] Также наблюдали образование липидных капель в результате деления существующих липидных капель, хотя это считается менее распространенным явлением, чем de novo формирование.[16]

Капли липидов визуализируются без этикеток визуализация живых клеток

Формирование липидных капель из эндоплазматического ретикулума начинается с синтеза транспортируемых нейтральных липидов. Производство ТАГ из диацилглицерина (путем добавления жирной ацильной цепи) катализируется DGAT белки, хотя степень, в которой требуются эти и другие белки, зависит от типа клетки.[17] Ни DGAT1, ни DGAT2 не являются исключительно важными для синтеза ТАГ или образования капель, хотя клетки млекопитающих, лишенные обоих, не могут образовывать липидные капли и сильно задерживают синтез ТАГ. DGAT1, который, по-видимому, предпочитает субстраты экзогенных жирных кислот, не является необходимым для жизни; DGAT2, который, по-видимому, предпочитает эндогенно синтезированные жирные кислоты.[16]

В неадипоцитах накопление липидов, синтез липидных капель и рост липидных капель могут быть вызваны различными стимулами, включая факторы роста, Длинная цепочка ненасыщенные жирные кислоты (включая олеиновая кислота и арахидоновая кислота ), окислительный стресс и воспалительные стимулы, такие как бактериальные липополисахариды, различные микробные патогены, фактор активации тромбоцитов, эйкозаноиды, и цитокины.[18]


Примером может служить эндоканнабиноиды которые являются производными ненасыщенных жирных кислот, которые в основном считаются синтезированный «По запросу» от фосфолипид прекурсоры, проживающие в клеточная мембрана, но также могут быть синтезированы и сохранены во внутриклеточных липидных каплях и высвобождены из этих хранилищ при соответствующих условиях.[19]

Можно наблюдать образование липидных капель, живых и без этикеток, с использованием безметки. визуализация живых клеток.

Галерея

СУНИЛ

Рекомендации

  1. ^ Мартин, Салли; Партон, Роберт Г. (8 марта 2006 г.). «Липидные капли: единый взгляд на динамическую органеллу». Обзоры природы Молекулярная клеточная биология. 7 (5): 373–378. Дои:10.1038 / nrm1912. PMID  16550215. S2CID  34926182.
  2. ^ а б c Мобилизация и поглощение клетками накопленных жиров и триацилглицерина (с анимацией)
  3. ^ Bozza, PT; Виола, Япония (апрель – июнь 2010 г.). «Липидные капли при воспалении, раке». Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты. 82 (4–6): 243–50. Дои:10.1016 / j.plefa.2010.02.005. PMID  20206487.
  4. ^ Melo, Rossana C.N .; Dvorak, Ann M .; Читнис, Четан Э. (5 июля 2012 г.). "Взаимодействие липидного тела и фагосом в макрофагах при инфекционных заболеваниях: защита хозяина или стратегия выживания патогенов?". Патогены PLOS. 8 (7): e1002729. Дои:10.1371 / journal.ppat.1002729. ЧВК  3390411. PMID  22792061.
  5. ^ Гринберг, Эндрю С .; Coleman, Rosalind A .; Kraemer, Fredric B .; McManaman, James L .; Обин, Мартин С .; Пури, Вишваджит; Янь, Цин-Ву; Миёси, Хидеаки; Машек, Дуглас Г. (1 июня 2011 г.). «Роль липидных капель в метаболических заболеваниях у грызунов и людей». Журнал клинических исследований. 121 (6): 2102–2110. Дои:10.1172 / JCI46069. ЧВК  3104768. PMID  21633178.
  6. ^ Босма, М; Керстен, S; Hesselink, MKC; Шраувен, П. (2012). «Переоценка липотоксических триггеров в скелетных мышцах: связь внутримиоцеллюлярного липидного метаболизма с чувствительностью к инсулину». Прог Липид Res. 51 (1): 36–49. Дои:10.1016 / j.plipres.2011.11.003. PMID  22120643.
  7. ^ Heaton, N.S .; Рэндалл, G (2010). «Аутофагия, вызванная вирусом денге, регулирует метаболизм липидов». Клеточный микроб-хозяин. 8 (5): 422–32. Дои:10.1016 / j.chom.2010.10.006. ЧВК  3026642. PMID  21075353.
  8. ^ Сузуки, М .; Shinohara, Y .; Ohsaki, Y .; Фудзимото, Т. (15 августа 2011 г.). «Липидные капли: размер имеет значение». Журнал электронной микроскопии. 60 (приложение 1): S101 – S116. Дои:10.1093 / jmicro / dfr016. PMID  21844583.
  9. ^ Босма, М; Hesselink, MKC; Искры, лм; Тиммерс, S; Ферраз, MJ; Mattijssen, F; van Beurden, D; Schaart, G; de Baets, MH; Verheyen, FK; Керстен, S; Шраувен, П. (2012). «Перилипин 2 улучшает чувствительность к инсулину в скелетных мышцах, несмотря на повышенный уровень внутримышечных липидов». Сахарный диабет. 61 (11): 2679–2690. Дои:10.2337 / db11-1402. ЧВК  3478528. PMID  22807032.
  10. ^ Мартин, S; Партон, Р.Г. (апрель 2005 г.). «Кавеолин, холестерин и липидные тела». Семинары по клеточной биологии и биологии развития. 16 (2): 163–74. Дои:10.1016 / j.semcdb.2005.01.007. PMID  15797827.
  11. ^ Брасемле, Д. Л. (25 августа 2007 г.). «Серия тематических обзоров: Биология адипоцитов. Семейство перилипинов структурных белков липидных капель: стабилизация липидных капель и контроль липолиза». Журнал липидных исследований. 48 (12): 2547–2559. Дои:10.1194 / мл. R700014-JLR200. PMID  17878492.
  12. ^ Kimmel, AR; Brasaemle, DL; МакЭндрюс-Хилл, М; Sztalryd, C; Лондос, К. (март 2010 г.). «Принятие перилипина в качестве унифицирующей номенклатуры для семейства PAT млекопитающих внутриклеточных липидных капельных белков». Журнал липидных исследований. 51 (3): 468–71. Дои:10.1194 / мл. R000034. ЧВК  2817576. PMID  19638644.
  13. ^ Гудман, Дж. М. (17 октября 2008 г.). «Стачная липидная капля». Журнал биологической химии. 283 (42): 28005–9. Дои:10.1074 / jbc.R800042200. ЧВК  2568941. PMID  18611863.
  14. ^ Bartz, R .; Li, W.-H .; Venables, B .; Zehmer, J. K .; Roth, M. R .; Welti, R .; Андерсон, Р. Г. В .; Liu, P .; Чепмен, К. Д. (22 января 2007 г.). «Липидомика показывает, что адипосомы хранят эфирные липиды и опосредуют движение фосфолипидов». Журнал липидных исследований. 48 (4): 837–847. Дои:10.1194 / мл. M600413-JLR200. PMID  17210984.
  15. ^ а б Гуо Ю., Кордес К.Р., Фарез Р.В., Вальтер Т.К. (15 марта 2009 г.). «Краткий обзор липидных капель». Журнал клеточной науки. 122 (Pt 6): 749–52. Дои:10.1242 / jcs.037630. ЧВК  2714424. PMID  19261844.
  16. ^ а б Уилфлинг, Флориан; Haas, J .; Вальтер, Т .; Р. Фарезе (август 2014 г.). «Липидно-капельный биогенез». Текущее мнение в области клеточной биологии. 29: 39–45. Дои:10.1016 / j.ceb.2014.03.008. ЧВК  4526149. PMID  24736091.
  17. ^ Харрис, Чарльз; и другие. (Апрель 2011 г.). «Ферменты DGAT необходимы для синтеза триацилглицерина и липидных капель в адипоцитах». Журнал липидных исследований. 52 (4): 657–667. Дои:10.1194 / мл. M013003. ЧВК  3284159. PMID  21317108.
  18. ^ Melo, R.C.N .; D'Avila, H .; Wan, H.-C .; Bozza, P.T .; Дворжак, А. М .; Веллер, П. Ф. (23 марта 2011 г.). «Липидные тела в воспалительных клетках: структура, функции и современные методы визуализации». Журнал гистохимии и цитохимии. 59 (5): 540–556. Дои:10.1369/0022155411404073. ЧВК  3201176. PMID  21430261.
  19. ^ Аяканну, Тангесверан; Тейлор, Энтони Х .; Marczylo, Timothy H .; Виллетс, Джонатон М .; Конье, Джастин С. (2013). «Эндоканнабиноидная система и рак, зависимый от половых стероидных гормонов». Международный журнал эндокринологии. 2013: 259676. Дои:10.1155/2013/259676. ISSN  1687-8337. ЧВК  3863507. PMID  24369462.

внешняя ссылка