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新研究揭示調(diào)節(jié)線粒體壓力反應(yīng)的新靶點(diǎn)

2019-09-24 09:52來源:生物谷


心臟的應(yīng)激反應(yīng)蛋白在心臟病發(fā)作時(shí)會(huì)被激活,以幫助防止細(xì)胞死亡。對(duì)此,坦普爾大學(xué)的Lewis Katz醫(yī)學(xué)院研究人員**表明,這些被稱為MCUB的專門性應(yīng)急蛋白,可暫時(shí)降低鈣轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體的水平,從而緩解心臟病的嚴(yán)重程度。相關(guān)結(jié)果于近日發(fā)表在《Circulation》雜志上。


該研究表明,MCUB可以作為研究和治療以鈣超載和細(xì)胞死亡為特征的疾病(包括心力衰竭,心臟病發(fā)作,中風(fēng)和神經(jīng)退行性疾病)的有希望的新靶標(biāo)。

“ MCUB調(diào)節(jié)受損心臟組織中線粒體的鈣吸收,從而限制鈣超載的發(fā)生。眾所周知,鈣超載是導(dǎo)致細(xì)胞死亡(尤其是心臟病發(fā)作后)的主要因素,”該研究副教授John W. Elrod博士解釋說。


鈣穩(wěn)態(tài)對(duì)許多日常細(xì)胞活動(dòng)至關(guān)重要,線粒體是調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)的主要部位。為了使鈣進(jìn)入線粒體,鈣離子需要穿過稱為線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(MCU)的,位于線粒體內(nèi)膜上的通道。線粒體吸收的鈣離子水平受該通道各種成分的調(diào)節(jié)。此外,盡管MCUB與亞基構(gòu)成MCU非常相似,但前者在鈣調(diào)節(jié)中的確切作用仍是未知的。


新的的研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞中MCUB基因的缺失會(huì)導(dǎo)致構(gòu)成鈣通道的蛋白質(zhì)發(fā)生變化,這對(duì)于控制該通道的開啟或關(guān)閉至關(guān)重要。由于這些改變是由應(yīng)激(例如心臟細(xì)胞損傷)誘導(dǎo)的,因此研究人員接下來研究了小鼠心臟病發(fā)作后MCUB的作用。在遭受心臟病發(fā)作的小鼠中,研究小組觀察到MCUB基因表達(dá)顯著升高,而MCU和通道MICU1表達(dá)水平則有所降低。當(dāng)在小鼠中引起心臟病發(fā)作之前進(jìn)行基因表達(dá)時(shí),MCUB改變了通道以減少受傷心臟中的鈣超載,最終減少了組織損傷。


Elrod的團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),盡管可以改善心臟損傷后的細(xì)胞存活率,但增加的MCUB活性卻以線粒體能量產(chǎn)生為代價(jià)。Elrod博士解釋說:“ MCUB的引入是一種補(bǔ)償性變化。”


“ MCUB為我們提供了一個(gè)新的分子靶標(biāo)進(jìn)行研究。它的獨(dú)特之處在于它改變了通道的化學(xué)計(jì)量,從而提出了一種新的機(jī)制,可以對(duì)治療操作進(jìn)行修正。我們認(rèn)為調(diào)節(jié)MCUB可以使我們?cè)诓煌耆种扑心芰抗δ艿那闆r下降低線粒體鈣的吸收。”


最后,作者希望通過后續(xù)研究確定分子相互作用的確切位置,可以為如何針對(duì)心臟病中的線粒體鈣超負(fù)荷提供更多見解。