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神奇的线粒体对机体健康的重要性!

来源:本站原创 2019-01-19 22:55

本文中,小编整理了多篇研究报道,共同分析线粒体对机体健康的重要性,与大家一起学习!

【1】EbioMedicine:小小细胞器却有大动作!线粒体或能改变机体的代谢和基因表达!

doi:10.1016/j.ebiom.2018.08.036

大约15亿年前,微小的访客来到细胞中生活,随后这些细胞进化成为植物和动物生命(包括人类),这些访客就是线粒体,其是一种小型的细胞器,能够产生细胞生存所需要的大约90%的化学能量,从进化学的角度来讲,人类、动物和植物实际上是两种有机体的完美结合。线粒体拥有自身的DNA,人类细胞的线粒体有13个基因,相比人类细胞核中的2万个基因而言显得有些黯然失色,尽管如此,这些微型线粒体也会明显影响细胞的代谢以及机体对多种代谢性疾病的易感性,比如心力衰竭和肥胖等。

近日,一项刊登在国际杂志EbioMedicine上的研究报告中,来自阿拉巴马大学的科学家们通过研究发现,线粒体或能改变机体的代谢和基因表达。研究者Scott Ballinger博士表示,在长达50年的时间里,科学家们一直在利用孟德尔遗传学来寻找机体的疾病易感性,线粒体DNA对疾病易感性的可能性影响取决于两个事实,首先一个人机体所有的线粒体DNA都来自于母亲(卵细胞),这与细胞核中染色体的基因并不相同(一半来自母亲,一半来自父亲),其次,人类线粒体DNA会进化成为不同的单体型,每一种类型都会遗传特殊的线粒体DNA突变,目前大约有25-35种基本的线粒体DNA单体型。

【2】PNAS:改写教科书!中美科学家发现父亲线粒体DNA也能够传递给子女

doi:10.1073/pnas.1810946115

在一项新的研究中,来自中国广西妇幼保健院、台大医院以及美国辛辛那提儿童医学中心、贝勒医学院和梅奥诊所的研究人员发现一些罕见的父亲将线粒体DNA(mtDNA)传递给子女的例子。相关研究结果于2018年11月26日在线发表在PNAS期刊上。

线粒体是存在于每个人细胞内的细胞器---它们的功能是产生能量。线粒体的独特之处在于它们具有自己的与细胞核中发现的DNA分隔开来的DNA,因此将之称为线粒体DNA(mtDNA)是非常恰当的。之前的研究已表明一旦卵子受精,精细胞内的mtDNA就会受到破坏。因此,后代仅遗传母亲的mtDNA。鉴于mtDNA的这种独特性质,它已被广泛用于研究人类和其他动物的遗传史。

【3】Nature子刊:阻断线粒体这一分子途径 可以降低乳腺癌侵袭性

doi:10.1038/s41467-018-05087-7

来自日本北海道大学(Hokkaido University)的一个科学家团队发现了高侵袭性乳腺癌细胞内线粒体运动并影响侵袭性的相关分子途径。研究表明,阻断这一途径,可以降低癌症的侵袭性和对放射治疗的抵抗力,相关研究成果刊登于国际杂志Nature Communications上。

众所周知,当不同类型的细胞移动时,线粒体会在细胞质中重新定位。例如,它们聚集在白细胞向外来入侵者移动的尾端,以及癌细胞入侵的前沿。细胞表面一种叫做整合素的粘附蛋白,也被认为能促进癌症侵袭性。然而,这些运动背后的机制尚不完全清楚。当线粒体的分子途径被阻断后,线粒体在细胞中心聚集,在那里它们开始产生过量活性氧(ROS)。ROS可以增强癌症侵袭性,但过量会导致癌细胞死亡。

【4】Oncotarget:特殊分子ONC201或能通过靶向作用线粒体来杀灭乳腺癌细胞

doi:10.18632/oncotarget.24862

近日,一项刊登在国际杂志Oncotarget上的研究报告中,来自美国国立卫生研究院癌症研究中心的科学家们通过研究发现,一种名为ONC201的特殊分子或能通过靶向作用线粒体在体外杀死乳腺癌细胞。

作为TNF配体家族成员之一,TRAIL能够通过激活其受体(死亡受体4和5)来诱发半胱天冬酶依赖的细胞凋亡。ONC201最初是一种特殊的小型分子,其能够抑制Akt和ERK,导致Foxo3a分子的去磷酸化,从而诱导TRAIL的转录过程。

最近研究人员通过研究发现,ONC201分子能够通过细胞压力机制来诱导细胞死亡,而这并不依赖于TRAIL的转录,通过基因表达特性分析后研究人员发现,ONC201分子能诱导细胞内质网的压力或者整合压力效应相关的基因,比如激活转录因子4(ATF4)和C/EBP同源蛋白(CHOP)。

【5】AACR2018:揭示线粒体DNA在癌症扩散中的作用

新闻阅读:Mitochondrial DNA Plays a Role in Metastasis

在2018年4月17日在美国芝加哥市举行的美国癌症研究协会(American Association of Cancer Research, AACR)年会上,来自美国堪萨斯大学医学中心的研究人员报道小鼠的线粒体基因组仅长16000个碱基对,仅含有37个基因,但是它的多态性似乎与癌症的转移潜力相关。他们将几种小鼠品系中的细胞核DNA和线粒体DNA进行交换,并观察到与线粒体类型相关的免疫功能、微生物组组成、代谢组学和肿瘤扩散方面的变化。

堪萨斯大学医学中心癌症生物学家Danny Welch表示,“人们仅是认为长16000个碱基对的线粒体基因组并不会发挥如此重要的作用。”这些最新的未发表的研究结果建立在Welch团队2017年发表的一项研究(Cancer Research, doi:10.1158/0008-5472.CAN-17-2194)---它证实线粒体基因组与癌症生长和转移的速度相关联---之上。Welch和他的同事们报道相比于具有天然线粒体(即未发生线粒体交换)的FVB品系小鼠,遗传来自两种其他的小鼠品系之一的线粒体的FVB品系小鼠需要更长的时间形成肿瘤,并且让更少的肿瘤发生扩散。

【6】EMBO J:单一的线粒体蛋白缺失或会诱发全身性的炎症反应

doi:10.15252/embj.201796553

目前研究人员并不清楚线粒体和炎症之间的关联,但研究人员都知道,那些本应该被清除的缺陷线粒体的积累常常会诱发机体炎症发生;近日,来自巴塞罗那生物医学研究院的研究人员通过研究发现,移除小鼠肌肉细胞中单一的线粒体蛋白或会诱发小鼠全身出现严重的炎症,从而诱发小鼠过早死亡,相关研究刊登于国际杂志EMBO Journal上。

Opa1是一种线粒体融合蛋白,其能够融合线粒体的内膜,线粒体在所有细胞核组织中都存在(除了白细胞),在肌肉和肝脏中尤为丰富,而其主要功能则是将食物中的能量转化成为细胞的能量,线粒体具有高度的动态性,其能够连接和分离,而且能够不断增长和收缩,这些过程都被称之为线粒体的动力学特征。

【7】NAR:研究发现线粒体基因突变与疾病之间的关系

doi:10.1093/nar/gky089

线粒体是一种具有自身独有DNA的细胞器,它们在能量供应中扮演的角色使得它们对氧化应激伤害很敏感,包括具有损伤DNA功能的加合物的形成。

其中一种叫做M1dG的加合物就是细胞DNA切除的加合物,但是线粒体却缺乏相应的修复机制。本月由Lawrence Marnett博士及其同事发表在《Nucleic Acids Research》上的最新研究显示M1dG在线粒体DNA中的含量远高于基因组DNA中的含量。

【8】Neuropathologica:线粒体保护机体抵抗帕金森症

doi:10.1007/s00401-017-1794-7

最近来自挪威的一项研究结果表明线粒体损伤或许能够保护大脑不收帕金森症的影响。

线粒体是细胞的能量工厂,他们通过将营养物质转化为染料燃料,以保证我们机体的能量需求。1989年,一系列对帕金森症患者大脑组织的研究结果表明,大脑“黑质区”细胞中线粒体内的呼吸链复合体I受到了损坏。由于该区域对于帕金森症的发生十分重要,因此该发现表明线粒体上的呼吸链复合体I缺陷是神经退化的重要影响因子

【9】Psych Med:线粒体如何展现压力对机体产生的健康效应?

doi:10.1097/PSY.0000000000000545  doi:10.1097/PSY.0000000000000544

心理压力如何转化为对身体健康的影响呢?近日,一项刊登在国际杂志Psychosomatic Medicine上的研究报告中,来自哥伦比亚大学和洛克菲勒大学的研究人员通过研究发现,这或许与细胞中的线粒体有关;文章中,研究人员阐明了线粒体介导社会心理因素影响人类机体健康的分子机制,相关研究或能帮助理解影响人类健康及有效治愈人类疾病的多种影响因素。

线粒体几乎存在于每一种类型的细胞中,其是细胞中的亚单位,有着自身的DNA,作为细胞的能量工厂,线粒体能够产生机体正常活动所需要的能量和信号,当线粒体无法正常发挥作用时就会诱发影响机体多种系统的严重疾病。研究者发现,线粒体或许是机体心理社会经历和生物应激反应之间的一个潜在的交点,研究人员对动物模型进行了23项实验研究表明,急性和慢性压力能够影响线粒体功能的多个方面,尤其表现在大脑上,线粒体对压力的易感性常常会受到多种因素的影响,包括行为、基因和饮食等。

【10】Nature:增强线粒体健康有望治疗阿尔茨海默病

doi:10.1038/nature25143

在世界范围内,阿尔茨海默病是一种最为常见的痴呆症和神经变性形式。这种疾病的一种主要特征是毒性斑块在大脑中堆积,其中这些毒性斑块是由神经元中的β-淀粉样蛋白异常聚集而形成的。

目前还没有治愈阿尔茨海默病的方法,这种疾病给公共卫生体系带来沉重的负担。大多数疗法集中于降低淀粉样蛋白斑块形成,但是它们都是没有效果的。因此,科学家们如今正在寻找替代性的治疗策略,其中之一就是将阿尔茨海默病视为一种代谢疾病。

基于这种思路,来自瑞士洛桑联邦理工学院的Johan Auwerx团队研究线粒体。线粒体是细胞的能量工厂,因而是新陈代谢的核心。通过利用线虫和小鼠作为模式生物,他们发现提高线粒体抵抗特定蛋白应激的能力,能够让它们不仅保护自我,而且也会降低淀粉样蛋白斑块形成。(生物谷Bioon.com)

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