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易科泰能量代谢技术快讯：神经纤维瘤蛋白调控果蝇代谢率

世界知名的美国斯克利普斯研究所（Scripps，世界排名前十的生物医学研究所）神经科学系Seth M Tomchik教授团队，以果蝇为模型揭示学习、记忆和遗传疾病的神经元机制，目前该团队受美国国立卫生研究院和国防部等经费支持，以研究神经纤维瘤1型（NF1)的基因突变如何影响神经元功能和新陈代谢，并着眼于未来的干预措施。

2021年底，Tomchik教授团队在《Nature Communications》发表了关于神经纤维瘤蛋白通过神经元机制调控果蝇代谢“Neurofibromin regulates metabolic rate via neuronal mechanisms in Drosophila”的论文。研究采用果蝇睡眠和活动代谢监测系统（SSI果蝇呼吸代谢系统）监测果蝇的代谢率和活动来研究Nf1突变如何导致果蝇的多动症、神经元回路功能障碍和代谢改变（参见下图）。

原文Fig3. 昼夜光周期中Nf1的损失增加了代谢率。a：果蝇呼吸代谢监测系统示意图；b和c为Nf1^P1突变体和w^CS10对照组的CO₂产量（排放率）；d和e为Nf1^P1突变体和w^CS10对照组的耗氧率；f为 Nf1^P1突变体和w^CS10对照组的呼吸商；g和h为Nf1 RNAi与杂合对照品系的CO₂产量；I与J为Nf1 RNAi与杂合对照品系的耗氧率；k. Nf1 RNAi与杂合性对品系呼吸商。

      为了深入了解代谢表型的昼夜参数和机制基础，通过SSI果蝇呼吸代谢系统测量氧气消耗（VO₂）和二氧化碳产量(VCO₂), 24小时光周期Nf1^P1突变体的VCO₂和VO₂均高于对照组（Fig3b,d）, Nf1^P1突变体日间和夜间的总代谢率均高于对照组（Fig3c,e）。同样，当使用nSyb-Gal4敲掉Nf1泛神经元时，发现VCO₂和VO₂均高于对照组（Fig3g-j），而且呼吸商（RQ）均显著下降（Fig3f,k）。RQ降低与内源性脂肪储备利用率增加一致，表明Nf1的丧失可能会增加脂肪利用率。总体而言，这些数据为Nf1在代谢调节中的作用提供了独立的支持，表明它在24小时光周期内是一致的，并表明它可能是由脂肪稳态改变引起的。

易科泰生态技术公司与美国Sable公司合作，提供果蝇呼吸代谢测量全面技术方案，包括本文所采用的仪器技术方案及果蝇高通量呼吸代谢测量技术方案等。

参考资料

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、美国知名的斯克利普斯研究所（Scripps Research）神经科学教授Tomchik实验室https://www.scripps.edu/tomchik/；https://www.tomchiklab.org/

4、美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所R01将资助Tomchik实验室研究NF1对新陈代谢的影响https://www.tomchiklab.org/post/tomchik-lab-awarded-new-nih-r01-grant-to-study-how-nf1-modulates-metabolism

5、降低代谢率可以防止基因突变的不利影响—中国基因网https://www.cnjiyin.com/renwu/20190728_15444.html