“脂滴？”

“啥子东东？”很多学生物的都会问。

连学生物的都问这样的问题，一方面说明脂滴是个新鲜事物，对我们研究脂滴的人来说是好事；但也说明脂滴还没有获得广而告之，我们的事业任重道远！

当然，这也一点不奇怪。翻开细胞生物学教科书、或者用google搜寻植物或者动物细胞图，估计你是找不到脂滴的。无论是植物细胞图，还是动物细胞图，传统的细胞器如线粒体、高尔基体、内质网等等，都被画出来，但是独独没有脂滴。然而，如果你单独搜寻“脂滴”，你可以看到很多精美的图片，包括电镜图片。

那么脂滴是啥呢？脂滴是一种呈球状的细胞器，一种和其它细胞器既类似，又有天壤之别的细胞器。相同的是，作为细胞内的一种细胞器，它的主要功能是动态调节细胞的能量平衡。在白色脂肪组织，脂滴主要是储存甘油三酯，储存能量；在棕色脂肪组织，脂滴和线粒体紧密联系，分解甘油三酯，提供细胞和生物有机体能量。

然而，不同的是，细胞膜和其它细胞器是双层膜结构，但脂滴是单层膜。我们知道，生物膜结构是磷脂双层膜，即亲水的磷脂“头部（基团）”朝外，有利于水相环境；疏水的脂肪酸链在内，交错排列。脂滴是储存脂类的细胞器，主要储存甘油三酯和胆固醇酯。这些是脂类分子，属于疏水的；脂滴单层膜也是磷脂，主要是磷脂酰胆碱（Phosphatidyl cholines, PC）和磷脂酰乙醇胺（Phosphatidylethanolamines, PE），以及少量的磷脂酰肌醇（Phosphatidylinositol，PI）。它们的亲水“头部（基团）”朝向胞质，疏水的脂肪酸链和脂质内的甘油三酯、胆固醇酯有何关系，目前一无所知。因此，为何脂滴这种细胞器是单层膜？和其储存的分子——甘油三酯和胆固醇酯有关？还是脂滴的特殊功能？或者和细胞器的起源和进化有关？目前不清楚。

既然脂滴外层是磷脂单层膜，和其它细胞器一样，其上面必然有很多脂滴蛋白，维持脂滴的结构和正常生理活动。有哪些脂滴蛋白呢？中科院生物物理所的刘平生研究员领导的团队在这领域是世界权威。在过去的10多年来，他们发展了很多提取和纯化脂滴的技术方法，通过质谱，鉴定脂滴蛋白。通过系统地研究不同生物物种、不同组织器官中的脂滴蛋白组，他们和其他实验室，报道了一些可以作为脂滴标记（markers）的蛋白。如秀丽线虫中的DHS-3和Plin-1（MDT-28）。当然，ADRP家族在很多脂滴蛋白中丰度很高。这些高丰度的脂滴蛋白不仅可以作为脂滴makers，也动态调控脂滴。因此，寻找和确定脂滴marker，或者说特定物种、特定器官和组织脂滴maker是一项重要的工作。

通过这些牛逼实验室的研究工作，我们目前初步知道，脂滴膜上大约有300-500个脂滴蛋白。有些可能是作为脂滴的结构蛋白，有些是代谢酶，有些参与其它功能。如Rab家族蛋白在很多组织和器官中的脂滴中都存在，但其功能未知。虽然脂滴蛋白质组学为我们了解脂滴的发生、发展，以及动态调控奠定了很好的基础，但绝大部分脂滴蛋白的生物学功能一无所知。未来，需要通过基因敲除和过表达技术，研究这些脂滴蛋白在正常、或者其它生理、病理条件下的功能。

有了单层磷脂膜、脂滴蛋白，那么其内部核心的就是脂类分子了。脂滴主要功能是动态的响应细胞能量代谢需求，调控其储存的脂类分子——甘油三酯、胆固醇酯和少量维生素。简单点说，脂滴也可以根据其储存的脂类分子的种类区分。脂肪细胞（白色和棕色脂肪）、大多数非脂肪细胞如肝脏、肌肉、心脏细胞等等，其脂滴储存的脂类分子主要是甘油三酯。我们知道，甘油三酯是主要的能量储存分子，这些组织器官是能量代谢的重要组织器官，其脂滴储存的脂类分子是甘油三酯就不足为奇了。另外一类是肾上腺、卵巢、附睾组织等，其脂滴的脂类分子主要是胆固醇酯，是合成各种激素的底物。因此，进化上如何形成这两类储存脂类分子不同的脂滴？以及在各种生理和病理状况下，这两类脂滴储存的脂类分子是如何变化、调控的？应该也是脂滴生物学的一个重要的研究领域。

谈了脂滴是一种细胞器，其磷脂单层膜和脂滴蛋白、以及储存的脂类分子，接下来要问的是，脂滴是如何发生、发展的。目前，脂滴的起源说法不一，但相对流行的说法是脂滴起源于内质网，可能采用类似出芽方式。支持此学说的主要证据是，脂类合成的很多关键酶存在于内质网，脂类合成主要发生在内质网。脂滴是单层膜，脂滴蛋白组揭示Rab家族蛋白很多，这就带来问题，脂滴和其它细胞器起源可能完全不一样。另外，少数几个实验室还发现细胞核中还存在脂滴。这些研究暗示，脂滴可能具有更古老的功能，是否和DNA合成等有关？这些问题，有待深入研究。

脂滴形成后，是如何增长（growth or expand）、分裂（fission）、融合（fusion）、缩小（shrink）/水解？特别是在不同病理、生理条件下，如肥胖和肥胖相关疾病，脂滴是如何主动和被动调控的？毫无疑问，很多参与脂类合成的代谢酶影响这些过程。如和脂肪合成相关的DGAT，脂肪分解相关的ATGL，Plin蛋白家族、HSB家族蛋白等。另外，在不同的组织器官中，脂滴大小和数目是不一样的。脂肪细胞作为能量储存的主要组织，其细胞主要被一个脂滴占领，其它细胞器的空间都被脂滴占领。这说明，在脂肪细胞中，脂滴是要融合的（fusion），不要搞分裂（fission）。相反，在其它非脂肪组织，如肝脏、心脏和肌肉，也包括以储存胆固醇酯为主的肾上腺、附睾、卵巢组织等，甚至是燃烧或者分解脂肪、提供能量的棕色脂肪组织，其细胞中有未知数目、大小不一的脂滴。表明在这些组织，脂滴要避免被融合。因此，研究促进或者防止脂滴融合或者分裂的调控机制是一个核心的研究方向。清华大学的李蓬院士在脂肪细胞脂滴的融合方面做出了突出的、系统性研究。

除了白色脂肪组织的细胞只有一个超大脂滴外，其它细胞到底有多少脂滴（numbers），或者说有无某个物种、某种组织，其脂滴数目是固定的，我们不知道。至少，现在的研究还没有发现（除了白色脂肪外）哪一种细胞的脂滴数目是固定的。因此，研究脂滴数目，估计是一个非常有挑战的工作。

还有一个重要的问题是，作为细胞中的一种细胞器，脂滴和其它细胞器是如何相互作用的？既然脂滴是动态储存脂肪（甘油三酯、胆固醇酯和维生素等）的细胞器，它必然和合成脂类分子的内质网、能量动力车间线粒体等细胞器有着密切的联系。因此，脂滴如何和胞内的其它细胞器交换或者转运脂类分子等，以及这些细胞器如何影响或者调控脂滴等，是非常重要的研究方向。

以上内容，信手拈来，可能有错误。无论如何，作为一个最近才被认识为一种细胞器的新鲜事物，脂滴的研究才刚刚起步。对脂滴的研究虽然路漫漫其修远兮，但认识和了解新鲜事物总是其乐融融！