本文的最后作者、UTHealth的麦戈文医学学院(McGovern Medical School at UTHealth)的《综合生物学与药理学》(the integrative biology and pharmacology)的助理教授Ilya Levental教授(IL)对该小组的研究成果进行了深入的研究，以进一步了解他的小组在细胞性血脂学方面的研究成果，以及他未来的研究方向。
你是怎么在这个领域工作的?脂多能是你之前探索过的领域吗?
实际上，这个项目是从最基础的问题开始的，结合了对一个整洁的模型系统的偶然访问。我一直很好奇不同细胞类型的膜是否不同，但是用培养细胞株来测试这个问题很难，因为有很多潜在的混杂因素(培养条件、组织/有机体、隔离条件等)。然而，我的妻子(她现在是我实验室的同事，是我们最近的论文的第一作者)在一个使用间充质干细胞的生物材料实验室工作。我们发现，这些细胞非常适合于检测在体外分化过程中，等离子体膜是否发生变化。
我们进入血脂的原因是最初的观察结果。一旦我们发现不同细胞的等离子体膜具有不同的生物物理性质，那么直接的问题是“为什么?”对我们来说，最明显的答案似乎是，它们必须由不同的脂质构成。巧合的是，我的前博士后顾问(德国德累斯顿马普生物和遗传学研究所的Kai Simons博士)和他的合作者花了20年的时间开发了一个健壮的、定量的平台，用于高精度、综合的血脂。因此，我们与他的团队合作，发现了这些惊人的差异，在骨沉积细胞(成骨细胞)和其他类型(脂肪细胞和干细胞)的脂质中。
饮食脂肪的链接直接来自于我们的观察。我们发现，成骨细胞倾向于在细胞膜脂质中积累多不饱和脂肪酸，因此我们推断，我们可以通过“喂食”这些脂肪来诱导它们的膜表型。让我们惊讶的是，它竟然奏效了! !
KS光谱学、色谱和质谱技术是论文中使用的关键技术。分析技术和设备的技术进步如何促进了你的工作?
IL)这是一个简单的…这个项目就不会存在没有lipidomics了新一代的质谱分析设备和技术。我们将会被困在观察中，不同的细胞膜具有不同的生物物理性质，没有任何方法可以显示产生这些特性的详细的脂质变化。现在有了商业上可用的技术(包括Lipotype GmbH，我们的合作伙伴)，很容易就能做到几年前是非常时间和资源密集型的，可能对我们来说是站不住脚的。
这个项目面临的主要挑战是什么?
对这个项目来说，最大的挑战是如何定义分子机制，在细胞中重构膜表型的广泛效应实际上是转化为细胞反应。首先，通过改变膜，我们可能会影响数十个，甚至上百个细胞过程。第二，我们用来调节膜表型的饮食脂肪有很多潜在的副作用，与它们的脂质成分无关。因此，这些并发症使得我们很难界定我们的观察背后的“如何”。最终，我们能够通过转录和蛋白质组学方法识别出重要的通路，但我应该说，我们还不能完全理解细胞对细胞膜的大量重构等复杂的输入是如何被感知的。我们似乎不太可能发现有一种蛋白质或途径受到这种大规模变化的影响。
KS的研究经常抛出和它回答的问题一样多的问题。您是否希望进一步探究本研究产生的问题?
IL正是这样! !其中之一就是上面提到的…是一个宽泛的,非特异性输入不同膜成分和流动性感觉到和已知的细胞信号转导的机械?我们还发现了一个相关的困境:如果膜环境对蛋白质功能如此重要，那么如何戏剧性地改变细胞膜并不能完全破坏正常的细胞功能呢?我们发现，即使是膜表型的巨大变化对细胞也没有毒性，因此必须有一些非常强健的自我平衡机制，使细胞能够存活，尽管它们的核心体系结构组件受到了严重的破坏。最后一个问题是与人类健康和疾病最相关的问题:变化的膜表型对其他细胞类型的影响是什么?显然，食用脂类不仅会影响我们在这里学习的细胞，也会影响体内的大部分细胞。这些细胞对膜扰动有何反应?这些反应与各种饮食脂质的有害或有益作用之间有联系吗?这些都是我们现在很兴奋的问题。
你认为你的发现的主要影响是什么?你提到了饮食脂肪的作用以及可能对临床条件的影响，你认为它们在未来会对健康产生怎样的影响?
饮食与临床结果之间的联系是生物医学中最强的相关性。多不饱和脂肪替代膳食饱和脂肪在多种情况下都是有益的，尤其是心血管疾病。但在许多情况下，这些因素仍然是相互关联的，没有明确的解释。我们的观察表明，通过饮食脂质来重塑细胞膜，而经常被忽视的，是我们饮食影响我们生理机能的关键机制。如果这一结论属实，那么这一结论可能为当今一些最普遍的疾病提供了多种可能的干预手段。首先，对脂质的改变是容易且便宜的——补充和饮食变化几乎可以接近任何人。其次，脂类生物化学和代谢是比较容易理解的经典领域，有丰富的可用干预的药理学。因此，我们认为，细胞膜的调制是一个被忽视的重要生物医学潜力领域。
Ilya Levental教授正在与科技网络科技作家Karen Steward博士谈话。
凯伦管家博士科学作家
