分子表观遗传学教育部重点实验室魏民教授和冯云鹏副教授研究团队在细胞代谢调控机制方面的研究取得重要进展。相关研究成果以“Butyrate enhances CPT1A activity to promote fatty acid oxidation and iTreg differentiation” (丁酸通过上调CPT1A活性促进脂肪酸氧化和iTreg细胞分化) 为题，于2021年6月1日发表于国际著名期刊《美国国家科学院院刊》 (PNAS)。该研究揭示了膳食纤维经肠道菌群发酵产生的丁酸维持肠道免疫稳态的新机制。
肠道是人体一个特殊的器官，兼有消化吸收和免疫防御功能，其免疫稳态的维持对于人体健康非常重要。iTreg细胞是一类在肠道免疫稳态维持中发挥重要作用的免疫抑制性细胞，其分化依赖于脂肪酸氧化代谢途径。当iTreg细胞功能存在缺陷或分化不足时，人体即表现出频发的非感染性肠道炎症，而适当增加膳食纤维的摄入可有效缓解该病的进程。该研究发现，膳食纤维经肠道微生物发酵产生的短链脂肪酸丁酸，在ACSS2的催化下生成丁酰辅酶A。后者因其结构与脂肪酸氧化代谢途径关键酶CPT1A的生理性抑制剂 (丙二酰辅酶A) 具有相似的分子结构，故能与之竞争性结合CPT1A的同一位点，且结合后并不影响CPT1A的活性，也就是解除了丙二酰辅酶A对CPT1A的生理性抑制，从而增强脂肪酸氧化代谢，促进iTreg细胞分化，有效地缓解了炎症性肠病的进程（图1）。该研究首次提出了“丁酸/丁酰辅酶A/CPT1A调节轴”促进iTreg细胞分化维持肠道免疫稳态的新机制，从细胞代谢维度揭示了代谢中间产物丁酸可以作为“调节者”参与细胞命运的调控，为饮食结构与人体健康的关系提供了新理解。
细胞代谢是生命最基本特征之一，该课题组近年来围绕细胞代谢在多种重要生命活动中的调控机制的研究发表了系列成果。2017年12月11日，以“O-GlcNAcylation destabilizes the active tetrameric PKM2 to promote the Warburg effect” (氧糖基化修饰通过促进PKM2活性四聚体的解构增强“瓦博格”效应) 为题，在《美国国家科学院院刊》(PNAS) 上发表研究论文，揭示了代谢酶参与调控肿瘤细胞增殖的新机制（图2）。2020年5月26日，以“Pyruvate kinase M2 promotes the activation of dendritic cells by enhancing IL12p35 expression” (丙酮酸激酶M2通过上调IL12p35基因表达促进树突细胞活化) 为题，在国际著名期刊《细胞报告》(Cell Reports) 上发表研究论文，揭示了代谢酶参与调控树突细胞活化的新机制（图3）。
以上系列研究论文的发表标志着“分子表观遗传学教育部重点实验室”在细胞代谢研究领域的影响力不断提升，这也是学校和学院持续扎实推进生物学学科建设产出的标志性成果。
相关论文链接：
https://www.pnas.org/content/pnas/118/22/e2014681118.full.pdf
https://www.pnas.org/content/pnas/114/52/13732.full.pdf
https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S2211-1247%2820%2930643-4
图1. 丁酸促进iTreg细胞分化的新机制
（PNAS，郝凤奇、田苗苗、张鑫波等）
图2. PKM2促进肿瘤细胞增殖的新机制
（PNAS，王杨、金鑫、刘佳等）
图3. PKM2促进树突细胞活化的新机制
（Cell Rep，金鑫、张文霞等）
