剑桥大学线粒体研究中心的Julien Prudent团队在Cell上发表题为 “MTFP1通过调控线粒体融合维持内膜质量控制和线粒体DNA水平” 的研究文章探讨了MTFP1（线粒体分裂过程1蛋白）在线粒体动力学中的作用，特别是在调节线粒体融合、内膜（IMM）质量控制以及线粒体DNA（mtDNA）水平方面的贡献。线粒体是负责能量生成和调控细胞代谢的关键细胞器，其正常功能依赖于线粒体分裂和融合之间的平衡，这对于维持线粒体健康至关重要。本文研究重点在于MTFP1如何通过抑制线粒体内膜的融合来隔离受损亚结构，确保自噬降解的正确进行并维持mtDNA拷贝数的稳定。
1. MTFP1抑制线粒体融合：
o 研究表明，MTFP1主要抑制线粒体内膜的融合，而非促进线粒体分裂。敲除MTFP1导致线粒体分枝过度、融合增多，表明MTFP1在限制线粒体网络中融合事件中发挥关键作用。这提示MTFP1通过平衡融合和分裂过程来调控线粒体形态。
2. 受损内膜亚结构的隔离：
o MTFP1通过抑制受损的线粒体内膜亚结构与健康线粒体网络的融合，帮助隔离这些亚结构。被MTFP1富集的受损亚结构被定位于自噬途径进行降解，这一过程对于去除受损线粒体并防止线粒体功能障碍的扩散至关重要。
3. 自噬降解和mtDNA维护：
o 被MTFP1富集的小型线粒体（SMEM）通过自噬途径降解，有助于维持线粒体群体的完整性。MTFP1还通过选择性自噬促进受损mtDNA的降解，从而维持mtDNA的正常水平，这是维持线粒体功能所必需的。
4. 对线粒体疾病的影响：
o 研究发现，通过抑制MTFP1可以增加mtDNA拷贝数，从而改善携带异质性mtDNA突变细胞的线粒体形态和功能。这为治疗线粒体疾病提供了潜在的治疗策略。
研究发现，MTFP1在调控线粒体融合和维持线粒体内膜质量控制方面发挥了关键作用。通过抑制内膜融合，MTFP1确保受损线粒体亚结构的隔离，这些亚结构随后通过自噬降解。该机制有助于维持健康的mtDNA水平，保障整体线粒体质量控制。研究结果突显了线粒体动力学在细胞健康中的重要性，并为线粒体相关疾病的治疗提供了新见解。
1. 治疗潜力：
o 针对MTFP1介导的途径进行靶向干预可能为治疗线粒体疾病提供新的机会，尤其是那些以mtDNA突变或线粒体动力学失调为特征的疾病。调节MTFP1的活性可能有助于恢复这些病理情况下的线粒体功能。
2. 线粒体质量控制的理解：
o 该研究通过识别受损亚结构如何被隔离并降解，推动了对线粒体质量控制机制的理解。该知识为未来研究提供了方向，进一步探讨维持线粒体完整性及预防功能障碍的细胞过程。
3. 潜在的生物标志物：
o MTFP1可能成为线粒体功能障碍的生物标志物，尤其是在线粒体融合和分裂平衡失调的疾病中。未来的研究可以进一步探索其在各种线粒体相关疾病中的作用。
参考文献
Luis Carlos Tabara et al. MTFP1 controls mitochondria fusion to regulate inner membrane quality control and maintain mtDNA levels. Cell. 2024
