直接记录脂肪组织微粒体产热
采用高分辨率等温滴定量热仪（ITC）建立创新平台，首次实现微粒体和线粒体产热的直接定量检测。在UCP1敲除（KO）小鼠腹股沟白色脂肪组织（IngWAT）中，发现微粒体产热占总产热的55.5%，显著高于棕色脂肪组织（iBAT）。特异性实验证实该产热依赖于SERCA2b活性，在脂肪特异性SERCA2 KO模型中完全消失。值得注意的是，UCP1缺失会代偿性上调SERCA2表达和微粒体产热能力。

C4orf3调控SERCA2能量效率
通过生物信息学筛选和结构预测，鉴定出脂肪组织特异性表达的65氨基酸肽C4orf3（又称ALN）。该蛋白通过跨膜结构域与SERCA2b的TM2/TM4/TM6/TM9沟槽结合，其独特胞质域与磷酸化结构域（P-domain）相互作用。CRISPRi介导的C4orf3敲除使SERCA2的Ca²⁺转运效率提升90.6%，但ATP水解活性降低17.8%，导致微粒体产热显著减弱。AAV介导的脂肪组织特异性敲低实验重现了这一表型。

结构机制解析
AlphaFold3预测和TurboID邻近标记蛋白质组学揭示，C4orf3胞质域含有三个进化保守片段（A/B/C）。突变实验显示A/C片段对激活SERCA2 ATP酶活性至关重要，而跨膜域负责抑制Ca²⁺转运。交叉连接实验证实C4orf3在整个催化周期中与SERCA2b结合，在E2状态结合最稳定。这种独特的双向调控使SERCA2b-C4orf3复合物每转运1分子Ca²⁺需消耗双倍ATP，形成放热反应。

UCP1非依赖性产活的生理意义
冷暴露实验揭示补偿机制：C4orf3缺失会激活UCP1依赖性产热，表现为IngWAT中线粒体复合体II-IV表达上调。而UCP1/C4orf3双敲除（DKO）小鼠在β3肾上腺素受体激动剂CL316,243预处理后，6°C环境下5小时即出现严重低体温。RNA-seq分析发现DKO小鼠脂肪组织脂质分解代谢通路代偿性激活，呼吸交换比显著降低。

代谢疾病关联
临床样本显示，3级肥胖（BMI>40）和肥胖伴2型糖尿病患者皮下脂肪中C4orf3表达显著下调。CRISPRi小鼠在热中性环境下表现出脂肪量增加（尤其IngWAT和附睾WAT）、胰岛素抵抗和肝脏甘油三酯沉积。GWAS数据提示C4orf3基因多态性与BMI、LDL胆固醇和冠状动脉疾病显著相关。该研究为理解无效循环产热提供了分子框架，为代谢疾病治疗开辟了新途径。

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