科研 | Nature：果蝇中微生物-肠-脑轴对氨基酸缺乏的反应( 三 )

n =4）。 e ，左图， w 1118对照与CNMa突变果蝇R2区肠上皮细胞染色的共聚焦图像，抗CNMa抗体（红色）， DAPI（蓝色）；中图，CNMa-GAL4 > UAS-GFP果蝇肠道共聚焦图像。天然GFP荧光（绿色）与抗CNMa抗体（红色）共标记；右图， R2区中方框区域的放大图像。 f ， EAA剥夺，而非NEAA剥夺，诱导CNMa表达，使得偏爱L-EAAs ，并可能动员细胞内钙。二选的偏爱实验中， w 1118果蝇先饲喂了缺乏EAA的饲料和缺乏NEAA的饲料两天（n =13）。在饲喂两天EAA缺乏饲料和NEAA缺乏饲料的CNMa - GAL4 > UAS-GFP蝇或CNMa - GAL4 > CaLexA蝇中，前中肠R2区域的代表性共聚焦图像。 g ，单种EAA的缺失诱导CNMA表达，使得偏爱L-EAAs ，可能动员细胞内钙。二选的偏爱实验中， 1118果蝇先饲喂缺乏单一EAA（精氨酸，色氨酸，缬氨酸，异亮氨酸或亮氨酸）的完整饮食三天（n =12）。 CNMa - GAL4 > UAS-GFP果蝇或CNMa - GAL4 > CaLexA果蝇的R2区域中的代表性共聚焦图像，这些果蝇用缺乏单一EAA的整体饮食喂养了三天。代表性图像选自每种情况下的至少20个独立样本。数据为平均值±标准误。P 值已显示；a ， d ， f ， g采用one-way ANOVA与Tukey’s post-hoc检验； b ， c中采用未配对两尾t检验。比例尺20 μm（e ，左和右）；200 μm（e ，中间）， 50 μm（f ， g）。2 肠道CNMa和神经元CNMaR组成肠脑轴促进氨基酸缺乏时对EAA的食欲鉴于在其他组织如脂肪体和大脑中也观察到了CNMa的表达，我们于是探究了哪种组织对EAA的代偿性食欲调节是重要的。我们制造了CNMa无效突变果蝇，这些果蝇能存活且具有生殖能力，但对蛋白质缺乏诱导的L-EAAs偏好性降低（图2a）。尤为重要的是，在CNMa突变果蝇中，组织特异性再表达CNMa在肠上皮细胞（而非脂肪体或脑）足以还原对L-EAAs的偏好（图2a）。此外， RNA干扰（RNAi）敲低肠上皮细胞中CNMa表达削弱了对L-EAAs的偏好，但在脂肪体或大脑中无此现象。这些功能性的实验证明了肠上皮细胞中CNMa的表达对于EAA缺乏诱导的特异性反应至关重要。我们继而研究了氨基酸缺乏诱导肠CNMa表达的分子机制。氨基酸缺乏激活general control nonderepressible 2（GCN2），但使雷帕霉素（Tor）靶点失活。这两种作用使得细胞适应较低的细胞内氨基酸水平。使用磷酸特异性抗体对全肠裂解产物进行蛋白质印迹分析证实， EAA缺乏增强了真核生物起始因子2α（eIF2α）的磷酸化，但抑制了核糖体蛋白S6激酶（S6K）的磷酸化， S6K是Tor的下游激酶。敲除Gcn2（通过表达