EMBO J | 细胞核内膜被首次证实是磷脂酰丝氨酸调控细胞代谢的新场所_

脂类与蛋白、核酸以及糖作为构筑细胞结构的生物大分子，共同塑造了细胞的整体功能, 对生命活动至关重要。据统计，大约5%的基因参与了脂类合成这一浩大的工程。然而，对于这样重要而庞大的脂代谢网络，我们距离拼凑出其在细胞水平上的全图景尚远。磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine, PS）作为主要的阴离子磷脂的一种，富集于细胞质膜（Plasma membrane, PM）的胞质侧，当其翻转至细胞膜胞外基质侧时，是细胞受损的重要早期信号之一，能吸引吞噬细胞并促进吞噬。此外，磷脂酰丝氨酸合成酶PSS1的突变会导致磷脂酰丝氨酸的过量积累，从而引发Lenz-Majewski 综合征。总的来说，磷脂酰丝氨酸早已被认识到介导了多个重要的生理或病理过程，因此，其在细胞质中的分布和功能被广泛研究。然而，令人惊讶的是，人们对其在细胞核中的分布或功能几乎一无所知。

凭着对该未知领域的系统性探索，2024年6月25日，美国国家卫生研究院Tamas Ball团队在EMBO J 上发表了文章Phosphatidylserine enrichment in the nuclear membrane regulates key enzymes of phosphatidylcholine synthesis。这项研究工作巧妙地运用了与磷脂酰丝氨酸特异性结合的不同亲和性的分子标记蛋白，将其精确定位至内质网腔内，细胞核等亚细胞结构中，成功地在活细胞中直观的可视化了磷脂酰丝氨酸从内质网至细胞核内膜的分布情况。

值得关注的是，研究团队首次揭示了磷脂酰丝氨酸沿着内质网的胞质侧―腔内侧―细胞核内膜呈现出浓度梯度逐步递增的特性。研究人员进一步采用多种方法，包括利用纯化的磷脂酰丝氨酸结合蛋白对固定的细胞进行內源的磷脂酰丝氨酸染色，以及在活细胞中追踪带有荧光的磷脂酰丝氨酸 (TopFluor-PS) 的分布，确认了磷脂酰丝氨酸最终在细胞核内膜的高度富集。更为重要的是，研究人员阐明了该细胞核内膜富集的磷脂酰丝氨酸通过决定细胞核内参与磷脂酰胆碱 (Phosphatidylcholine, PC) 合成的关键酶 CCTα和 Lipin1α 的核膜转位，对细胞综合应对脂肪酸超载和中性脂质储存相关过程起到了关键角色。

综上所诉，该研究为我们描绘磷脂酰丝氨酸在细胞水平上的代谢过程及功能的全图景提供了堪称关键性的一块拼图。