Nat Cell Biol | Dante Neculai团队揭示S1P-E-Syt1信号通路精密调控HDL胆固醇转运的新机制

摘要：胆固醇是细胞膜的重要组成部分，也是合成类固醇激素和胆汁酸的前体物质。大多数细胞通过 LDL 受体介导的内吞作用获取胆固醇，但对于肾上腺皮质细胞和肝细胞等对胆固醇需求量较大的细胞，则主要依赖清道夫受体 B1 （ SR-B1 ）介导的选择性脂质摄取（ SL

胆固醇是细胞膜的重要组成部分，也是合成类固醇激素和胆汁酸的前体物质。大多数细胞通过 LDL 受体介导的内吞作用获取胆固醇，但对于肾上腺皮质细胞和肝细胞等对胆固醇需求量较大的细胞，则主要依赖清道夫受体 B1 （ SR-B1 ）介导的选择性脂质摄取（ SLU ）途径从 HDL 中获取胆固醇。尽管 SR-B1 在 HDL 胆固醇摄取中的作用已被广泛认识，但 HDL 来源的胆固醇如何从细胞膜快速转运到细胞内各个区室的具体机制仍不清楚。

近日，浙江大学 “一带一路”国际医学院 Dante Neculai 教授团队联合加拿大多伦多大学 Brian Raught 教授、加拿大达尔豪斯大学 Gregory D. Fairn 教授等在 Nature Cell Biology 杂志上发表了题为

Sphingosine-1-phosphatesignallingactivates E-Syt1 to facilitate HDL-derived cholesterol transport的研究论文。该研究首次揭示了高密度脂蛋白（ High Density Lipoprotein ，HDL）通过其携带的鞘氨醇 -1- 磷酸（ Sphingosine-1-phosphate ，S1P）激活细胞内钙信号，进而促进内质网 - 细胞膜接触位点（ ER-PM MCS ）形成及延伸，最终实现胆固醇高效转运的分子机制。

研究团队利用全内反射荧光显微成像（ TIRF ）技术，发现 HDL 刺激后 30 秒内， E-Syt1 蛋白（ Extended- Synaptotagmin 1 ）即被快速募集到 ER-PM MCS ，且促进 ER-PM MCS 的形成和延伸。这一过程依赖于 SR-B1 的存在， SR-B1 敲除细胞中 E-Syt1 的募集水平显著降低。同时，研究发现 E-Syt2 和 Aster-B 等其他脂质转运蛋白的募集则相对滞后，提示 E-Syt1 可能是响应 HDL 刺激的 “ 第一响应者 ”。功能实验显示，敲降 E-Syt1 显著抑制 HDL 来源胆固醇转运，在处理 20 分钟时，细胞内胆固醇摄取量减少约 60% 。机制研究发现， E-Syt1 的 C2C 钙结合结构域对其功能至关重要，钙结合突变体（ E-Syt1 . D724A ）的回补无法有效恢复胆固醇摄取。此外， E-Syt1 的脂质转运结构域（ SMP domain ）对于胆固醇转运也是必需的。

为进一步探究 HDL 介导 E-Syt1 募集背后的信号机制，研究人员通过活细胞钙离子成像实验发现 HDL 刺激可迅速诱导胞质钙浓度升高，提示钙信号可能在 E-Syt1 向 ER-PM MCS 的募集过程中发挥关键调控作用。接下来，研究人员系统筛选了 HDL 携带的活性分子，发现其中的生物活性脂质 S phingosine-1-phosphate （ S1P ）是诱导细胞内钙离子浓度升高的关键因素，进而驱动 E-Syt1 募集。借助钙离子荧光探针 GCaMP6f ，研究人员观察到，生理浓度范围内的 S1P （ 30 – 100 nM ）即可诱导与 HDL 类似的快速钙信号响应，表明 S1P 在该通路中可能发挥主效应因子作用。更重要的是，加载 S1P 的重组 HDL （ rHDL - S1P ）可触发强烈钙信号，而不含 S1P 的 rHDL 几乎不产生响应，进一步证实 HDL 中 S1P 是引发钙信号并激活 E-Syt1 募集的必需成分。

研究发现，鞘氨醇 -1- 磷酸受体 3 蛋白（ S1PR3 ）在 H295R 肾上腺皮质细胞中高表达，并主要定位于细胞膜。通过药理学抑制和基因敲降实验，证实了 S1PR3 是介导 HDL-S1P 信号的主要受体。活化 S1PR3 通过 G αq 激活磷脂酶 C-β3 （ PLCβ3 ），后者催化 PI(4,5)P₂ 水解，生成肌醇三磷酸（ IP₃ ），进而诱导内质网钙离子释放；同时，内质网钙离子库耗竭激活 STIM–Orai1 通道，引发钙离子库依赖性钙内流（ SOCE ），形成双重放大效应。这一钙信号的快速上升，是 E-Syt1 向 ER–PM 接触位点精准募集的直接触发因素。为验证该信号轴的功能重要性，研究人员分别使用 Gαq 抑制剂 FR900359 、 PLC 抑制剂 U-73122 以及 SOCE 通道抑制剂 Synta66 处理细胞，结果均显著抑制了 HDL 来源胆固醇的摄取，进一步明确了 S1PR3–G αq –PLCβ3–Ca²⁺ 信号通路在 HDL 介导非囊泡胆固醇转运中的关键调控地位。

总之，本研究首次揭示了HDL 不仅是胆固醇的运输载体，其携带的生物活性脂质 S1P 还可作为信号分子，激活特定的信号通路，从而调控胆固醇在细胞内的转运过程。这一发现不仅拓展了我们对 HDL 生理功能的认知，也为靶向胆固醇代谢相关疾病的治疗策略提供了新的理论基础。一方面，对于肾上腺皮质功能减退、胆汁酸合成障碍等胆固醇供给依赖性疾病，本研究揭示的 S1P - S1PR3 - E-Syt1 信号轴有望成为潜在的干预靶点；另一方面，鉴于 HDL 在心血管保护中的关键作用，深入理解其介导的胆固醇转运机制，将为增强 HDL 的心血管保护功能、开发新型降脂治疗策略提供坚实的细胞生物学基础。

浙江大学“一带一路”国际医学院 Dante Neculai 教授，加拿大达尔豪斯大学病理学系 Gregory D. Fairn 教授，多伦多大学医学生物学系 Brian Raught 教授和浙江大学转化医学研究院孟颖博士是本论文的通讯作者。浙江大学基础医学院徐子臻博士，浙江大学转化医学研究院孟颖博士和加拿大多伦多大学健康网络玛格丽特公主癌症中心 Jonathan St-Germain 博士是本论文的第一作者。

制版人：十一

参考文献

1. Xu, Z. et al. Sphingosine-1-phosphate signalling activates E-Syt1 to facilitate HDL-derived cholesterol transport.Nat Cell Biol(2025). https://doi.org/10.1038/s41556-025-01665-2 .

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3. Saheki , Y. & De Camilli, P. Endoplasmic reticulum–plasma membrane contact sites.Annu RevBiochem86, 659–684 (2017).

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