![]()
▎药明康德内容团队编辑 线粒体被称为细胞的“发电厂”，将营养物质转化为细胞所需的化学能，对于细胞的健康至关重要。线粒体活性下降或功能障碍可能造成很多疾病，尤其是与衰老相关的疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病，还有代谢疾病和癌症，以及一些罕见的遗传疾病。日前，在《自然》期刊发表的一项研究中，来自加拿大病童医院（The Hospital for Sick Children）的研究人员揭示了线粒体自我修复的一种新机制。科学家们首次发现，线粒体能够清除并回收局部受损部位，然后恢复正常功能。这种机制不仅对于线粒体质量控制很重要，还有望为诊断和治疗与线粒体受损有关的疾病提供新的目标。![]()
线粒体有内、外两层膜，先前的研究发现，线粒体受损后通常是通过外膜蛋白上的泛素化修饰或直接被有丝分裂受体识别，然后整个儿被自噬体吞噬，再被溶酶体降解，回收其中有用的分子。而新研究发现，线粒体还可以精确针对局部受损进行清除和修复，并且这种局部修复可以针对发生在内膜的部位。线粒体内膜（IMM）有很多被称为“嵴”的褶皱，大大增加了内膜的表面积，给生产能量的化学反应提供充分的场地。一部分嵴受损时，可能会扩散到线粒体的其余部分，甚至对整个细胞产生伤害。科学家在新研究中利用超分辨率显微镜发现，线粒体受损的嵴可以“挤”破外膜，挤出一个囊泡，由溶酶体直接吞噬并降解。作者因此将这种从内膜挤出来的囊泡称为VDIM（vesicles derived from the IMM）。![]()
▲线粒体的整体回收和局部回收（图片来源：参考资料[2]）通过活细胞成像的技术，研究进一步展示了VDIM的形成过程和所需的关键分子。他们发现，受损的嵴会释放一个信号，激活附近溶酶体上的通道，使钙离子从溶酶体中流出。随后，钙激活线粒体外膜上的另一个通道，打出一个“孔”，使得受损的嵴被挤出线粒体，挤进溶酶体。而回收了受损的局部后，线粒体可以继续正常工作。![]()
▲3D 重建显示线粒体内膜（红色）形成向外的囊泡，被溶酶体（绿色）包裹。线粒体外膜显示为蓝色，细胞核显示为灰色。（图片来源：参考资料[3]；Credit：加拿大病童医院）研究还指出，在经历氧化应激的线粒体中，VDIM的形成增强，表明它们在维持线粒体功能方面有潜在作用。正如研究作者在论文中所说的，更好地理解线粒体内膜的动态组织如何调控、重塑和维护，可以为治疗线粒体疾病或线粒体失衡造成的其他病理过程找到潜在靶点。
参考资料：
[1] Lysosomes drive the piecemeal removal of mitochondrial inner membrane. Nature (2024) DOI: 10.1038/s41586-024-07835-w
[2] Self-repairing mitochondria use novel recycling system, study finds. Retrieved Aug. 23, 2024 from https://www.sickkids.ca/en/news/archive/2024/self-repairing-mitochondria-use-novel-recycling-system-study-finds
本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。
免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。
