神經纖維瘤蛋白調控果蠅代謝率

      世界知名的美國斯克利普斯研究所（Scripps，世界排名前十的生物醫學研究所）神經科學系Seth M Tomchik教授團隊，以果蠅為模型揭示學習、記憶和遺傳疾病的神經元機制，目前該團隊受美國國立衛生研究院和國防部等經費支持，以研究神經纖維瘤1型（NF1)的基因突變如何影響神經元功能和新陳代謝，并著眼于未來的干預措施。

 

      2021年底，Tomchik教授團隊在《Nature Communications》發表了關于神經纖維瘤蛋白通過神經元機制調控果蠅代謝“Neurofibromin regulates metabolic rate via neuronal mechanisms in Drosophila”的論文。研究采用果蠅睡眠和活動代謝監測系統（SSI果蠅呼吸代謝系統）監測果蠅的代謝率和活動來研究Nf1突變如何導致果蠅的多動癥、神經元回路功能障礙和代謝改變（參見下圖）。 

 

      為了深入了解代謝表型的晝夜參數和機制基礎，通過SSI果蠅呼吸代謝系統測量氧氣消耗（VO₂）和二氧化碳產量(VCO₂), 24小時光周期Nf1^P1突變體的VCO₂和VO₂均高于對照組（Fig3b,d）, Nf1^P1突變體日間和夜間的總代謝率均高于對照組（Fig3c,e）。同樣，當使用nSyb-Gal4敲掉Nf1泛神經元時，發現VCO₂和VO₂均高于對照組（Fig3g-j），而且呼吸商（RQ）均顯著下降（Fig3f,k）。RQ降低與內源性脂肪儲備利用率增加一致，表明Nf1的喪失可能會增加脂肪利用率。總體而言，這些數據為Nf1在代謝調節中的作用提供了獨立的支持，表明它在24小時光周期內是一致的，并表明它可能是由脂肪穩態改變引起的。
   
      易科泰生態技術公司與美國Sable公司合作，提供果蠅呼吸代謝測量全面技術方案，包括本文所采用的儀器技術方案及果蠅高通量呼吸代謝測量技術方案等。

 
 
參考資料
1.Elizabeth B.Brown, Jaco Klok, Alex C.Keene. Measuring metabolic rate in single flyies during sleep and waking states via indirect calorimetry. Journal of Neuroscience Methods, 2022
2.Botero V, Stanhope BA, Brown EB, Grenci EC, Boto T, Park SJ, King LB, Murphy KR, Colodner KJ, Walker JA, Keene AC, Ja WW, Tomchik SM. Neurofibromin regulates metabolic rate via neuronal mechanisms in Drosophila. Nat Commun. 2021
3.美國知名的斯克利普斯研究所（Scripps Research）神經科學教授Tomchik實驗室
4.美國國立衛生研究院國家神經疾病和中風研究所R01將資助Tomchik實驗室研究NF1對新陳代謝的影響