吃鱼为何会变聪明？来认识有趣的Omega-3脂肪酸作用机理

吃鱼为什么会变聪明？ 

临床研究发现，深海鱼类富含Omega-3脂肪酸。这种人体不能合成、对身体有益的营养物质，不仅能健脑强脑、调节血压，还能减少炎症甚至降脂。同属于脂肪酸，为何过多摄入其它类型的脂肪酸会导致肥胖、糖尿病等代谢类疾病，Omega-3脂肪酸却能延年益寿？

为了揭示不同脂肪酸作用差异背后的根本机制，浙江大学医学院和良渚实验室的张岩教授团队与山东大学孙金鹏教授、冯世庆教授和于晓教授团队合作，通过3年联合攻关，成功从原子分辨率水平解析了4种不同类型的脂肪酸和人工合成激动剂TUG891分别刺激Omega-3鱼油受体形成信号转导复合物的精细三维结构，揭示了不同脂肪酸引发Omega-3鱼油受体产生下游特定信号谱图的机制。北京时间3月3日，这一成果已在线发表在国际顶级期刊《科学》上。

团队照片

从原子层面解析

揭开Omega-3脂肪酸作用机理之谜

鱼油中的Omega-3脂肪酸是一种多不饱和脂肪酸，能促进健康、降低疾病风险。关于它的结构功能和作用机理，有许多未解之谜。

此前的研究发现，Omega-3脂肪酸需要一个帮手——Omega-3鱼油受体，才能在人体里发挥作用。这个受体被激活后，会引发相应的细胞响应和生理作用。

神奇的是，不同脂肪酸激活Omega-3鱼油受体后，产生的效果并不同。

“我们想要解决的问题就是，为何激活了同样的受体，相较于饱和脂肪酸，包括Omega-3脂肪酸在内的多不饱和脂肪酸会对人体有益。”张岩说。

Omega-3鱼油受体结构不稳定，它们会在细胞上不停地编译信号。张岩解释，想要从原子分辨率层面观察它们的结构，如同让一个一直在舞动的孩子摆出固定姿势拍照。此外，不同长链脂肪酸分子非常相似、差别极其细微，辨别它们也并非易事。

得益于在细胞跨膜信号转导的机制研究和精准调控手段设计方面的长期积累，张岩教授团队发展并奠定了基于冷冻电镜的GPCR结构药理学，国际首次获得了GPCR信号转导复合物的高分辨率冷冻电镜三维结构，从原子层面解析生命接收信息、处理信息和编译信息的过程。

Omega-3脂肪酸作用机理图解

不同钥匙开同一把锁

解开不同脂肪酸“分道扬镳”的秘密

Omega-3鱼油受体里面究竟藏着什么奥秘？

为了解开这个谜团，张岩教授团队和合作者对Omega-3鱼油受体开展了研究。多种多样的脂肪酸差别细微，功效却可能大相径庭，可谓失之毫厘差之千里。

科研团队选取了5种不同的脂肪酸及合成化合物，试图揭示Omega-3鱼油受体是如何识别出不同双键修饰的不饱和脂肪酸。

为了看清微观世界中鱼油分子，科研团队在良渚实验室冷冻电镜设施的帮助下，不断优化样品制备和计算方法，拥有了一双“火眼金睛”。

脂肪酸分为饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸，又因含双键的不同分为单不饱和脂肪酸（含1个双键）和多不饱和脂肪酸（含1个以上的双键）。

他们发现，虽然不同双键修饰的不饱和脂肪酸都能打开Omega-3鱼油受体，但是单键和多键如同不同钥匙的齿纹，在打开锁芯的方式是不同的。形象地说，作为钥匙的脂肪酸在打开Omega-3鱼油受体这把锁时，如同开一个“盲盒”，会触发不同的反应。

“Omega-3鱼油受体往下传递信号时，它的承接方不同，接收的信号不同，便会发出不同的指令，走向不同的道路。”张岩说，研究团队通过功能性实验，证明了Omega-3脂肪酸之所以有益，是因为增加了一条指令，让原本可能朝着其他方向走去的信号“转身”通往了有益于代谢的道路。

目前，市场上已经开发了许多含有Omega-3脂肪酸的保健产品，能促进儿童智力发育、帮助中老年降血脂降胆固醇、预防心血管疾病。未来，在理解了不同脂肪酸“分道扬镳”的机制后，浙大团队将充分调动学科交叉的优势，设计出更优的多不饱和脂肪酸“钥匙”。

“希望在不久的将来，我们团队能继续解密调控生命健康的秘密武器，设计出更多更好的‘鱼油’和‘钥匙’，助力打开通往长寿、健康、快乐的大门。”张岩说。

Omega-3鱼油受体中参与识别脂肪酸双键的芳香族残基分布和功能研究