CNIC研究揭示线粒体蛋白在心脏再生中的关键作用

发布时间：2024-06-14 14:42:40 栏目：生活

导读 线粒体被称为细胞的发电厂，在提供细胞正常运作所需的能量方面发挥着重要作用。在线粒体中，能量由呼吸链产生，呼吸链由五种称为 CI 至 ...

线粒体被称为细胞的“发电厂”，在提供细胞正常运作所需的能量方面发挥着重要作用。在线粒体中，能量由呼吸链产生，呼吸链由五种称为 CI 至 CV 的复合体组成。这些复合体可以组装形成超级复合体，但人们对这一过程的作用或控制方式知之甚少。现在，一项新研究探索了超级复合体组装的机制，并揭示了线粒体组装因子对心脏再生的重大影响。这项研究由 法国国家心血管研究中心( CNIC) 的José Antonio Enríquez 博士和瑞士伯尔尼大学的Nadia Mercader 博士共同领导，后者是 CNIC 的客座科学家。



该研究表明， Cox7a 蛋白质家族的一个成员在 CIV 二聚体的组装中起着根本性的作用，并且这种组装对于正确的线粒体功能至关重要，因此对于细胞能量产生至关重要。

Cox7a 蛋白家族包括三个成员：Cox7a1、Cox7a2 和 Cox7a2l(也称为 SCAF1)。这两个研究小组之前的研究表明，当 CIV 含有 SCAF1 时，它会与 CIII 紧密结合，形成一种称为呼吸体的呼吸超级复合物。在这些先前的研究中，作者假设 Cox7a2 的加入会产生无法形成关联的 CIV，而包括 Cox7a1 在内的 CIV 分子会结合在一起形成 CIV 同型二聚体。这项新研究通过实验证明了 Cox7a1 在这些 CIV 同型二聚体形成中的作用。

研究人员利用斑马鱼模型发现，cox7a1 的缺失会阻止 CIV 二聚体的形成，而这些二聚体的缺失会影响患病鱼的体重和游泳能力。“Cox7a1 主要在横纹肌细胞中表达，而骨骼肌组织恰恰是受 cox7a1 功能缺失影响最大的组织。另一种主要的横纹肌类型是心肌，”Enríquez 博士解释说。

然而，虽然骨骼肌中 Cox7a1 的缺失是有害的，但心肌中 Cox7a1 的缺失却改善了心脏对损伤的再生反应。“这一结果表明，这些蛋白质在激活损伤后的心脏修复能力方面发挥着至关重要的作用，”研究第一作者 Carolina García-Poyatos 解释道。

为了更深入地探索 Cox7a1 的功能，CNIC 研究人员 Enrique Calvo 和 Jesús Vázquez 对缺乏 Cox7a1 的斑马鱼的骨骼肌和心肌进行了蛋白质组学研究，伯尔尼大学的同事进行的一项代谢组学研究扩展了这项分析。这项合作分析揭示了与 Cox7a1 表达完整的未改变的鱼之间的巨大差异。“这些发现表明，参与线粒体超复合物组装的分子可以对代谢控制产生相当大的影响，可能为治疗心脏病和其他代谢疾病开辟新途径，”Mercader 博士说。

研究小组表示，这一发现“代表着对心脏再生细胞机制的理解取得了重大进展，并可能为促进心脏再生的治疗方法的发展指明方向。”

作者得出结论，线粒体组装因素可以显著影响代谢的控制。