近日，中国科学技术大学生命科学学院高平课题组与张华凤课题组在EMBO Journal在线发表了题为Fatty acid synthesis is critical for stem cell pluripotency via promoting mitochondrial fission的研究论文。该研究揭示了脂肪酸的从头合成途径可以影响线粒体的分裂从而调控细胞多能性。
多能性干细胞与已经分化的体细胞相比具有自我更新以及分化成各种类型体细胞的潜能，因而在疾病治疗方面具有广阔的应用前景。多能性干细胞具有独特的代谢表型，比如糖代谢更倾向于进行糖酵解而不是有氧磷酸化，多种氨基酸的代谢途径更倾向于合成途径。然而脂类代谢网络在干细胞多能性的维持与获得过程中起到的作用仍然知之甚少。
本项研究发现，在胚胎干细胞中以及细胞重编程过程中存在脂类积累现象，这一现象主要是由脂肪酸从头合成途径的增强造成的。进一步的机制研究发现，Acc1介导的脂肪酸从头合成途径通过两方面的机制促进线粒体分裂进而影响了细胞多能性：（1）脂类合成途径消耗了细胞内作为底物的乙酰CoA，从而降低了线粒体分裂蛋白Fis1的乙酰化导致的泛素化降解；（2）生成的产物脂肪酸本身可以推动线粒体动态平衡倾向于发生分裂。
研究进一步证实该调控通路在人的体系中也保守存在。该研究首次建立了脂肪酸合成、线粒体分裂与细胞命运之间的调控通路，对多能性干细胞的临床研究具有潜在的重要指导意义。中国科大生命科学学院博士研究生王立华为该论文第一作者，高平与张华凤为共同通讯作者。该研究工作得到了安徽医科大学蔡永萍、中科院上海生科院生化与细胞所惠利健课题组、中国科大吴缅课题组的大力协助。
该研究是在科技部、中科院以及国家自然科学基金委的资助下完成的。