生物前沿简报 · 第23期

PERSONAL RESEARCH BRIEFING

生物前沿简报 · 第23期

2026-10-09 — 2026-10-15 · 生成于 2026-10-16 00:00

往期回顾
SELECTED PAPERS

本期文献

20 篇
Biochimica et biophysica acta. Molecular basis of disease

Epidermal growth factor receptor inhibition alleviates cardiac ischemia/reperfusion injury through preventing mitochondrial dysfunction and ferroptosis via Rho Family GTPase 3/5' AMP-activated protein kinase axis.

Tie Hu, Xiu-Qi Wang, Chen-Chao Zou, Fa-Jia Hu, Ze-Yu Zhang, Ya-Mei Qiao, Lan-Xiang Liu, Ji-Chun Liu, Huang Huang, Song-Qing Lai

该研究利用体内和体外I/R损伤模型,探讨EGFR/RND3/AMPK通路在MIRI诱导的铁死亡和线粒体功能障碍中的作用。结果显示,抑制EGFR可减轻MIRI,表现为细胞活力升高、LDH活性和凋亡相关指标改变、铁过载和脂质代谢异常受抑、心脏和线粒体功能维持、梗死面积减小、ROS和TUNEL阳性细胞减少。机制上,EGFR抑制上调RND3,RND3与AMPK直接相互作用并促使其磷酸化激活,进而减轻铁死亡和线粒体功能障碍;RND3敲低或AMPK抑制剂可消除EGFR抑制的保护作用。结论认为EGFR/RND3/AMPK轴在MIRI病理过程中起关键作用。

Highlight该研究在体内外I/R模型中显示,抑制EGFR可通过上调RND3并激活AMPK,减轻MIRI相关的铁死亡和线粒体功能障碍,而RND3敲低或AMPK抑制可取消该保护作用。
DOI 10.1016/j.bbadis.2026.168501PMID 42869302 查看原文 ↗
Quarterly reviews of biophysics

Single-particle cryoEM: Theory and practice.

Ardan Patwardhan, Peter B Rosenthal, Christopher J Russo, Richard Henderson

该综述探讨单颗粒冷冻电镜中辐射损伤这一根本限制,并提出在成像各环节理想情况下达到目标分辨率所需单颗粒图像数的理论估计。作者将该目标与EMDB中已发表结构的当前实践比较,指出2.5–3.0 Å分辨率的最佳结构接近理论预期3倍以内,而更典型数据集实际所需图像数仍比理论多约100倍;高分辨率结构同样需要更大数据集。文章讨论该差距的原因、使实验结构更接近理论极限的可能策略,并指出即使最佳cryoEM结构也存在显著辐射损伤,只能通过利用曝光初期、较低总剂量下的最佳图像信息来改善。

Highlight该综述从理论估算单颗粒冷冻电镜达到目标分辨率所需图像数,并与EMDB已发表结构实践比较,讨论辐射损伤及实验与理论差距。
DOI 10.1017/s0033583526100249PMID 42876405 查看原文 ↗
Bioinformatics (Oxford, England)

CryoTriplane: Triplane-based Neural Radiance Field Representation for High-resolution Cryo-EM 3D Homogeneous Reconstruction.

Yiran Cheng, Bintao He, Qiong Zeng, Fa Zhang, Renmin Han

该研究提出cryoTriplane,一种基于三平面表示和神经辐射场的实空间三维同质重构网络,用于从高噪声冷冻电镜投影中重建高保真三维体。该方法结合固定位置编码进行噪声稳健的结构初始化,以及结构感知位置编码进行高频精修,使重建兼具全局一致性和局部精细度。在五个模拟和四个真实数据集上的定性和定量评估表明,cryoTriplane在解析精细结构特征方面显著优于现有方法;下游原子建模验证其可恢复高质量密度图,在EMPIAR-10005和EMPIAR-10492上序列覆盖较SOTA方法分别提高4.6%和5.5%。代码公开。

Highlight研究提出cryoTriplane实空间三维同质重构网络,结合固定与结构感知位置编码,在模拟和真实冷冻电镜数据集上改善精细结构解析及下游原子建模序列覆盖。
DOI 10.1093/bioinformatics/btag754PMID 42870393 查看原文 ↗
Advanced healthcare materials

Astragalus membranaceus-Derived Carbon Dots Nanozymes Ameliorate Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury via Combined Pharmacological Action and Antioxidant Catalysis.

Yapeng Guo, Zhichao Deng, Lei Yang, Yuanyuan Zhu, Chenxi Xu, Bowen Gao, Junlong Fu, Yujie Zhang, Jian Song, Lianying Jiao, Mingzhen Zhang

该研究以具有心血管保护作用的黄芪为生物质前体,通过水热法合成黄芪来源碳点AM-CDs。AM-CDs表现出广谱ROS清除活性,并在体外减轻氧化应激、炎症和凋亡,恢复线粒体膜电位,降低γ-H2AX表达指示的DNA损伤,下调LPS刺激巨噬细胞的促炎细胞因子mRNA。在大鼠MIRI模型中,心肌内注射AM-CDs可剂量依赖性减小梗死面积、改善左心室射血分数和缩短分数,且未见明显全身毒性。转录组和蛋白分析显示,AM-CDs下调促凋亡蛋白并调节PI3K-AKT和NF-κB-凋亡信号通路,从而打断氧化应激、炎症和细胞死亡的恶性循环。结论认为AM-CDs是整合传统药物与纳米技术、用于MIRI心脏保护的有前景策略。

Highlight研究合成黄芪来源碳点纳米酶AM-CDs,具ROS清除及抗氧化、抗炎、抗凋亡作用,可恢复线粒体膜电位,并在大鼠MIRI模型中减少梗死、改善心功能,机制涉及PI3K-AKT和NF-κB-凋亡通路。
DOI 10.1002/adhm.71833PMID 42865063 查看原文 ↗
Journal of controlled release : official journal of the Controlled Release Society

Ischemic myocardium-targeted NAD+ nanotherapy mitigates myocardial ischemia/reperfusion injury.

Xiahong Xie, Xiangna Zhang, Zheng Zhou, Congli Han, Kanghua Zeng, Luyao Wang, Jingfeng Chen, Ye Zhang, Yi Zhang, Mingzhou Ye

该研究开发了一种心脏靶向脂质-聚合物杂化纳米颗粒LN-DPC,用于向缺血心肌高效递送NAD+。该纳米颗粒结合硼酸酯-胍介导的NAD+包载和缺血心肌归巢肽CSTSMLKAC,实现稳定负载、控释及优先在损伤心肌积累。体外,LN-DPC增强细胞摄取并恢复胞内NAD+水平,改善线粒体功能,减少ROS生成,减轻OGD/R下的钙超载。体内,纳米颗粒优先蓄积于损伤心肌,减轻早期炎症,显著缩小梗死面积,改善心功能,并明显限制慢性纤维化。机制上,NAD+递送恢复SIRT3表达,改善线粒体稳态,抑制HMGB1-RAGE信号以减轻继发性心肌损伤;药物抑制SIRT3可减弱LN-DPC的保护作用。结论认为靶向NAD+递送是恢复代谢稳态、对抗缺血再灌注损伤的有效策略。

Highlight研究构建缺血心肌靶向的脂质-聚合物纳米颗粒LN-DPC递送NAD+,在体外恢复胞内NAD+并改善线粒体功能,在体内减少梗死、改善心功能并限制纤维化,机制与恢复SIRT3及抑制HMGB1-RAGE有关。
DOI 10.1016/j.jconrel.2026.115454PMID 42863793 查看原文 ↗
Physiology & behavior

Mitochondrial remodeling in obesity: mechanistic links to impaired energy metabolism and therapeutic perspectives.

Welington Henrique Justo Neto, Camila de Oliveira Ramos, Claudio Teodoro De Souza

肥胖不仅表现为脂肪过多,还伴随细胞和全身能量稳态紊乱,代谢不灵活是其相关代谢功能障碍的核心特征。越来越多证据提示,线粒体重塑是连接肥胖与组织特异性代谢改变、全身代谢功能障碍及胰岛素抵抗的重要机制。在脂肪组织、骨骼肌和肝脏中,肥胖可引起线粒体生物发生、动力学、氧化代谢、质量控制通路和氧化还原信号的组织特异性改变,最终破坏底物利用和胰岛素信号。线粒体适应具有高度动态性和情境依赖性,某些反应初期可能为代偿机制,随后在疾病进展中变为适应不良;实验模型与人类之间的转化差异也导致肥胖相关线粒体表型的异质性。本文整合临床前和临床证据,探讨组织特异性线粒体重塑的分子机制及其对代谢不灵活性的贡献,并讨论生活方式、药物和手术干预如何调节线粒体通路以恢复代谢灵活性、改善代谢健康。

Highlight该综述指出肥胖在脂肪、骨骼肌和肝脏中诱导组织特异性线粒体生物发生、动力学、氧化代谢、质量控制和氧化还原信号重塑,进而与代谢不灵活和胰岛素抵抗相关,并讨论生活方式、药物及手术干预对相关线粒体通路的调节。
DOI 10.1016/j.physbeh.2026.115427PMID 42314854 查看原文 ↗
Science advances

SPRIZ (CCDC127) protein conserved in deuterostome animals is a rigid OMM-IMM tether that locally sets mitochondrial IMS volume.

Raman Shulinski, Roman Loban, Danny Farhat, Benjamín Cartes-Saavedra, Matthew J Magda, Pavel Kotchetkov, Victoria Caminiti, Linda David, Yuri I Wolf, Conor O'Dwyer, Morgan Fullerton, Yan Burelle, Jyh-Yeuan Eric Lee, Andrea Raimondi, Eugene V Koonin, György Hajnóczky, Mary-Ellen Harper, Luca Pellegrini

线粒体双层膜形成膜间隙,离子、活性氧和代谢物需经此到达基质或胞质,但该体积是否为遗传指定结构尚不清楚。研究鉴定出SPRIZ,即Ccdc127基因产物,是后口动物中保守的空间调节因子。SPRIZ组装为约18纳米的同源二聚体栓系,锚定于外线粒体膜并插入内线粒体膜,通过脊椎动物特异性疏水环物理分隔两层膜并设定局部膜间隙体积。天然线粒体的冷冻电子断层扫描显示跨膜间隙的杆状密度,与SPRIZ预测的刚性卷曲螺旋结构和跨膜拓扑一致。在小鼠肝脏中,二维形态计量显示SPRIZ使膜间隙面积扩展约3倍,而延长型人工增加膜间隙的MARTINI使其扩展约5.5倍;三维电子断层扫描证实MARTINI具有更大的外膜-内膜分离和归一化膜间隙体积。该扩展通过14C-甘露醇进入膜间隙增加及线粒体Ca2+摄取受损得到功能验证。组成型Ccdc127/SPRIZ敲除小鼠可存活,肝线粒体整体超微结构保留,但出现轻度膜间隙扩张,提示局部外膜-内膜约束缺失。研究因此将膜间隙体积定义为脊椎动物线粒体的遗传编码且可调节的结构参数,并表明SPRIZ是一种局部设定外膜-内膜间距的分子间隔系统。

Highlight该研究鉴定SPRIZ/CCDC127为约18纳米的刚性外膜-内膜栓系,利用冷冻电子断层扫描显示其设定线粒体膜间隙体积,并发现其缺失导致小鼠肝线粒体膜间隙轻度扩张及Ca2+摄取改变。
DOI 10.1126/sciadv.aef3522PMID 42873847 查看原文 ↗
Life sciences

Redox-sensitive coordination of mitochondrial quality control: Integrating ROS, NAD+, and Ca2+ signaling in disease.

Ilitch A Marcondes-de-Castro, Thamyres Alves Sales, Thatiany Souza Marinho, Marcia Barbosa Aguila, Carlos A Mandarim-de-Lacerda

线粒体质量控制通过协调线粒体结构、周转和生物能量功能维持细胞稳态。质量控制并非孤立通路,而是日益被认为是一个整合的、氧化还原敏感的调控网络,其中活性氧、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和钙信号共同调节线粒体动力学、线粒体自噬、生物发生及细胞命运。本文提出一个分层框架,将这些信号系统视为相互连接的传感器和转导器,决定线粒体进行修复、适应性重塑还是清除。生理条件下,受控的ROS产生、充足的NAD+可用性和严格调控的Ca2+流促进融合与分裂平衡、有效线粒体自噬周转和线粒体生物发生,从而维持生物能量能力和代谢灵活性。线粒体相关膜成为整合氧化还原信号、Ca2+转移和脂质交换的关键空间平台,同步内质网与线粒体之间的通讯。相反,持续氧化还原失衡,如ROS过多、NAD+耗竭和Ca2+失调,会破坏质量控制通路协调,导致线粒体碎片化、周转缺陷、生物发生受损、生物能量失败和凋亡信号激活。本文批判性讨论这些通路在代谢性疾病、心血管疾病、神经退行性疾病、癌症和衰老中的机制互作,并指出时空整合、组织特异性调控及网络节点治疗靶向等未解决问题。

Highlight该综述提出ROS、NAD+和Ca2+信号构成氧化还原敏感的分层网络,协同调控线粒体动力学、自噬、生物发生和细胞命运,并讨论其失衡在代谢病、心血管病、神经退行性疾病、癌症和衰老中的作用。
DOI 10.1016/j.lfs.2026.124642PMID 42624356 查看原文 ↗
Bioorganic chemistry

Pinnatifolin from Syringa pinnatifolia protects against myocardial ischemic injury in mice by targeting GPX4 to suppress ferroptosis.

Yize Xiao, Qiuyuan Ding, Jingjing Sun, Kun Gao, Xiaomin Liang, Guodong Yang, Jessore Jurat, Xiaoli Gao, Xingyun Chai

背景:小叶丁香去皮茎在内蒙古地区传统用于治疗缺血性心脏病;前期通过改良生物活性导向分离确定I3为总提取物的等效药理部位,但其具体成分和机制未知。目的:鉴定小叶丁香抗急性心肌缺血的成分,并阐明药理活性成分的分子靶点和机制。方法:采用ODS和硅胶柱层析分离I3,得到5个单环氧木脂素;在小鼠中评价部位及单体pinnatifolin的抗急性心肌缺血作用;通过生化检测、荧光成像和蛋白质印迹评估铁死亡和线粒体功能;通过蛋白质组学筛选潜在靶点,并用分子对接、细胞热位移分析和SPR验证。结果:P部位保留与I3相当的抗急性心肌缺血作用,抑制铁死亡并保护线粒体功能,伴随AMPK/PGC-1α通路激活;P2为生物活性亚部位,并从中分离5个单环氧木脂素。其中pinnatifolin改善心功能并减轻铁死亡损伤,GPX4被证明是其心脏保护作用的潜在分子靶点。结论:主要木脂素pinnatifolin具有与母体部位P2和P相当的抗急性心肌缺血作用;P通过激活AMPK/PGC-1α和抑制铁死亡发挥双重心脏保护作用,而pinnatifolin通过GPX4依赖性铁死亡抑制发挥作用。

Highlight该研究从小叶丁香中分离出木脂素pinnatifolin,发现其在小鼠中改善急性心肌缺血并减轻铁死亡损伤,并通过蛋白质组学、分子对接、细胞热位移分析和SPR证明GPX4为其潜在分子靶点。
DOI 10.1016/j.bioorg.2026.110620PMID 42874269 查看原文 ↗
FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology

Astragaloside IV Attenuates Cardiac Aging Through Restoring Mitochondrial Dynamics Homeostasis by Promoting SIRT3-Mediated DRP1 Deacetylation.

Xiaodie Chen, Huiqun Huang, Yutong Yang, Xiangyu Chen, Nan Xiao, Chenghui Li, Yanbin Pan, Yongan Deng, Xiaodong Duan, Shuting Zeng, Simin Yang, Chengkai Chen, Yixuan Huang, Yuliang Zhou, Yubin Yang, Zunpeng Shu, Li Zhang

心脏衰老是心血管疾病的重要危险因素,线粒体动力学稳态失衡是其关键环节。黄芪甲苷IV已被证明可延缓衰老,但其对心脏衰老的具体作用及其与线粒体动力学的联系尚不清楚。本研究利用自然衰老小鼠模型和D-半乳糖诱导的H9c2细胞衰老模型,阐明黄芪甲苷IV延缓心脏衰老的作用和调控机制。结果显示,黄芪甲苷IV降低衰老标志物p16INK4a、p21、p53、β-半乳糖苷酶及衰老相关分泌表型因子Il6、Il1b、Tnfa的表达,并显著改善衰老引起的心功能障碍和心肌纤维化。此外,黄芪甲苷IV显著增强心肌细胞线粒体形态和功能,表现为线粒体膜电位升高、ATP生成增加和ROS水平降低。机制上,黄芪甲苷IV上调SIRT3并促进其与DRP1相互作用,抑制DRP1乙酰化,从而抑制过度线粒体分裂并改善线粒体动力学。转染SIRT3-siRNA可减弱黄芪甲苷IV的有益作用。结论表明,黄芪甲苷IV通过激活SIRT3介导DRP1去乙酰化改善线粒体动力学,从而减轻心脏衰老。

Highlight该研究在自然衰老小鼠和D-半乳糖诱导的H9c2衰老模型中发现,黄芪甲苷IV改善心功能和线粒体功能,并通过上调SIRT3、促进SIRT3与DRP1互作及抑制DRP1乙酰化来抑制过度线粒体分裂。
DOI 10.1096/fj.202504859rPMID 42798245 查看原文 ↗
European journal of pharmacology

Novel SIRT1 up-regulator F1462 attenuates endothelial cell senescence and vascular aging by promoting mitochondrial biogenesis via activating the SIRT1/PGC-1α/TFAM pathway.

Shunwang Li, Xuan Zuo, Chao Liu, Jiangxue Han, Yuhao Zhang, Jing Zhang, Jingshuai Wu, Guijun Yang, Ren Sheng, Jingrui Wang, Xinwei Wei, Weilian Jiang, Chuanjia Ju, Yuyan Zhang, Lijuan Lei, Yanni Xu, Shuyi Si

血管衰老是年龄相关心血管疾病的重要驱动因素,SIRT1具有抗衰老保护作用。本研究鉴定了一种新型SIRT1上调剂F1462,并探讨其对血管内皮细胞衰老和血管老化的保护作用及机制。在阿霉素诱导的内皮细胞衰老模型中,F1462剂量依赖性抑制衰老标志物p53和p21,降低衰老相关分泌表型(SASP)相关炎症因子;同时恢复线粒体膜电位、减少总ROS和线粒体ROS生成并评估ATP生成,从而改善线粒体功能;在H2O2诱导的内皮细胞衰老模型中亦得到验证。机制上,F1462通过激活SIRT1/PGC-1α/TFAM信号通路促进线粒体生物发生;SIRT1敲低可取消其在阿霉素模型中对细胞衰老和线粒体功能障碍的保护作用。在自然衰老小鼠中,F1462降低血浆SASP炎症因子和血管衰老相关β-半乳糖苷酶活性,并减轻衰老引起的血管壁增厚。结论认为,F1462通过激活SIRT1/PGC-1α/TFAM轴增强线粒体生物发生,从而缓解血管内皮细胞衰老和血管老化,是治疗血管衰老及相关心血管疾病的候选药物。

Highlight在阿霉素或H2O2诱导的内皮细胞衰老模型及自然衰老小鼠中,新型SIRT1上调剂F1462剂量依赖性降低p53、p21和SASP炎症因子,恢复线粒体膜电位、减少ROS/mtROS并激活SIRT1/PGC-1α/TFAM通路促进线粒体生物发生,从而减轻血管内皮衰老和血管老化。
DOI 10.1016/j.ejphar.2026.179273PMID 42624448 查看原文 ↗
International immunopharmacology

Cardiac ACY1 ameliorates pathological hypertrophy by suppressing β-catenin/TCF4 signaling.

Yangxian Chen, Qiong Lai, Shengai Ye, Qiannong Wu, Lan Gao, Zekun Cui, Ankang Hui, Boyang Yu, Junping Kou, Fuming Liu, Pengcheng Li, Fang Li

压力过载诱导的病理性心肌肥厚是心力衰竭的重要前驱,亟需发现新的致病机制特异性治疗靶点。本研究鉴定氨基酸代谢核心酶ACY1为心脏保护分子。ACY1在TAC小鼠模型和肥厚型心肌病患者的心肌细胞中表达显著下调。心肌特异性过表达ACY1可显著减轻TAC诱导的心肌肥厚、功能障碍和纤维化重构,而抑制ACY1则加重这些病理特征。在体外,ACY1过表达抑制Ang II诱导的新生大鼠心肌细胞肥厚,抑制ACY1则促进心肌细胞肥厚。机制上,转录组和分子分析显示ACY1直接结合β-catenin,抑制其Ser675位点磷酸化及随后的核转位;ChIP-qPCR证实这种胞质隔离阻止TCF4介导的促肥厚基因UCHL1转录。KEGG通路分析显示ACY1过表达影响氧化磷酸化相关基因,功能代谢实验证实ACY1在应激下保护线粒体完整性,挽救压力过载引起的氧消耗率、细胞外酸化率和线粒体膜电位损伤。药理抑制β-catenin/TCF4通路可显著削弱ACY1的抗肥厚作用。研究建立ACY1/β-catenin/TCF4/UCHL1通路作为疾病进展的基本机制,并提出增强ACY1功能作为治疗压力过载心力衰竭的策略。

Highlight在TAC小鼠、肥厚型心肌病患者心肌细胞和Ang II诱导的新生大鼠心肌细胞中,心脏ACY1表达下调;心肌特异性过表达ACY1通过结合β-catenin、抑制其Ser675磷酸化和核转位,阻断TCF4介导的UCHL1转录并保护线粒体功能,从而减轻压力过载诱导的心肌肥厚、功能障碍和纤维化。
DOI 10.1016/j.intimp.2026.117218PMID 42541829 查看原文 ↗
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)

Mitochondria-Targeting Iron-Carbon Nanozymes Combat Hepatic Ischemia-Reperfusion Injury via the Dual Mechanisms of Respiratory Chain Remodeling and Pyroptosis Inhibition With MRI Monitoring.

Qianying Du, Lian Xu, Tingting Xia, Wenli Zhang, Sijin Chen, Xiyue Rong, Ying Luo, Yi Wang, Jia Liu, Yun Liu, Haitao Ran, Dajing Guo, Jie Xu

肝脏缺血再灌注损伤(HIRI)严重影响肝手术和肝移植预后,其发病核心为线粒体功能障碍驱动的氧化应激和无菌性炎症。现有疗法缺乏病灶特异性靶向,无法在源头抑制ROS产生,也缺乏级联抗氧化、抗炎和实时成像的诊疗一体化能力。为此,研究构建了FeCD-SS31纳米平台:以介孔Fe3O4为核心,偶联谷胱甘肽/生物素衍生碳点,并通过ROS响应键连接线粒体靶向肽SS31。该系统可实现肝脏线粒体靶向和SS31响应性释放,恢复线粒体复合物完整性以抑制新生ROS生成;同时Fe3O4/CDs核心发挥级联酶活性清除已有ROS,实现双轴氧化应激抑制。这种协同作用阻断caspase-1-GSDMD-N焦亡轴,减少中性粒细胞浸润,减轻炎症并保护肝细胞。这些效应减轻HIRI并改善肝功能,同时Fe3O4超顺磁性使MRI可实现病灶监测。总体而言,该纳米平台通过线粒体保护和抑制焦亡协同缓解HIRI,并具备内在MRI监测能力。

Highlight研究构建线粒体靶向的FeCD-SS31铁-碳纳米酶,通过ROS响应释放SS31恢复线粒体复合物完整性以抑制新生ROS,并利用Fe3O4/CDs级联酶活性清除已有ROS,进而阻断caspase-1-GSDMD-N焦亡轴、减少中性粒细胞浸润,减轻肝脏缺血再灌注损伤并实现MRI监测。
DOI 10.1002/advs.78277PMID 42875822 查看原文 ↗
Pharmacology & therapeutics

Mitochondrial dysfunction in Alzheimer's disease: mechanisms, pathogenic interplay, and therapeutic opportunities.

Baomin Dou, Jiming Chen, Huaning Zhao, Andrew Sun-Yan, Xiongwei Zhu, Ying Xu

阿尔茨海默病(AD)仍是痴呆的主要原因,但有效的疾病修饰治疗有限。尽管Aβ和tau病理仍是AD发病的核心特征,但它们不能完全解释这些病理改变如何驱动进行性细胞功能障碍。越来越多证据提示线粒体处于这一关键界面。在AD中,线粒体异常损害能量产生、破坏细胞器质量控制、扰乱钙稳态,并改变与内质网和胶质细胞的通讯。随着缺陷累积,神经元和胶质细胞维持代谢稳定、氧化还原平衡和突触功能的能力下降。因此,线粒体功能障碍与AD的相关性不在于单一孤立损伤,而在于一个汇聚过程:代谢失败、氧化应激、线粒体DNA损伤、炎症信号和细胞维护缺陷相互强化。这一视角也解释了一旦线粒体稳态广泛受损,疾病进展为何难以逆转;同时指出治疗机会,因为驱动线粒体功能障碍发生和进展的机制可能可被干预。然而,许多以线粒体为中心的策略仍处于临床前阶段或临床获益不一致。当前证据支持线粒体功能障碍既是理解AD进展的有用机制基础,也是具有生物学意义但充满挑战的治疗靶点。

Highlight该文围绕阿尔茨海默病中的线粒体功能障碍,总结其能量产生受损、质量控制缺陷、钙稳态紊乱及与内质网和胶质细胞通讯改变,并指出代谢失败、氧化应激、线粒体DNA损伤和炎症信号相互强化,同时讨论线粒体靶向治疗机会及临床转化挑战。
DOI 10.1016/j.pharmthera.2026.109130PMID 42869138 查看原文 ↗
Cancer research

A Germline-Encoded lncRNA-Mitochondrial Axis Rewires Oxidative Phosphorylation to Drive Progression in Clear Cell Renal Cell Carcinoma.

Guowen Duan, Wenjie Xu, Wenjun Jiang, Linhui Zhang, Yi Lin, Cheng Lian, Qin Zhang, Zixian Wang, Zenglai Tan, Zixi Wang, Shengjie Zhai, Qi Liu, Aki Manninen, Ying Lu, Zhao Zhang, Yuanyuan Qu, Gong-Hong Wei

透明细胞肾细胞癌(ccRCC)具有显著的代谢重编程和遗传易感性。连接生殖系风险变异与肿瘤代谢重编程的分子机制可能为精准干预提供机会。本研究旨在阐明ccRCC易感性的生殖系调控结构,并确定遗传性非编码变异如何影响线粒体代谢和肿瘤进展。研究整合配对的ccRCC肿瘤与癌旁正常肾组织的全基因组测序和转录组分析,以及跨祖源全基因组关联、cis-eQTL、转录组关联和精细定位分析。LINC02068被鉴定为与遗传性ccRCC易感性相关的遗传调控抑癌因子,跨祖源精细定位将rs234043列为候选因果变异。rs234043风险等位基因优先招募HOXC8并抑制LINC02068转录。LINC02068表达降低促进恶性细胞表型并与不良临床结局相关。机制上,LINC02068定位于线粒体,与共伴侣DNAJA3相互作用并促进DNAJA3不稳定化,从而减弱线粒体氧化磷酸化。等位基因特异性编辑和遗传拯救实验进一步支持rs234043-HOXC8-LINC02068-DNAJA3调控轴驱动ccRCC进展。药物损害线粒体复合物I可抑制ccRCC细胞迁移和增殖。这些发现建立了生殖系非编码变异与ccRCC线粒体代谢重编程之间的机制联系,并确定靶向氧化磷酸化作为精准治疗的潜在途径。

Highlight研究整合ccRCC肿瘤与癌旁组织的全基因组测序和转录组数据及跨祖源遗传分析,发现rs234043风险等位基因招募HOXC8抑制LINC02068转录;LINC02068定位于线粒体,与DNAJA3互作并促其不稳定化从而减弱氧化磷酸化,而药物抑制线粒体复合物I可抑制ccRCC细胞迁移和增殖。
DOI 10.1158/0008-5472.can-25-5866PMID 42868004 查看原文 ↗
Mitochondrion

Mitochondrial orchestration of melanoma: A nexus of metabolism, immunity, and therapeutic vulnerability.

Patrycja Kłos, Siarhei Dabravolski

尽管治疗不断进展,黑色素瘤仍是一种耐药性强、致死率高的恶性肿瘤。新证据提示,线粒体并非次要细胞器,而是协调该病关键特征的中心。本综述综合黑色素瘤线粒体景观的深刻失调,详述从单纯 Warburg 模型向代谢可塑性的认识转变、细胞器动态的关键作用,以及 ROS 作为损伤因子和重要信号分子的双重功能。文章探讨这种重编程状态如何为增殖提供生物能量和生物合成支持,并促进转移,其中细胞间线粒体转移新机制参与其中。线粒体还是肿瘤-免疫界面的决定性战场:黑色素瘤细胞破坏 T 细胞线粒体适应性以驱动免疫耗竭,而肿瘤自身线粒体代谢状态决定其免疫原性和对免疫攻击的易感性。这些机制见解揭示了一系列治疗策略,包括直接生物能量抑制剂、线粒体靶向纳米药物、光动力免疫治疗和线粒体移植等,以克服治疗耐药。最后,文章讨论线粒体特征作为预后和预测生物标志物的潜力,认为需要整体、系统层面的视角来推动个性化“线粒体肿瘤学”新时代。

Highlight该综述梳理黑色素瘤中线粒体代谢可塑性、ROS 信号、线粒体转移和肿瘤-免疫互作,并总结线粒体靶向治疗策略。
DOI 10.1016/j.mito.2026.102224PMID 42863551 查看原文 ↗
European journal of pharmacology

MOTS-c in sepsis-induced cardiomyopathy: Mechanisms and translational potential.

Zeze Zhao, Wei Chen, Xiaoqian Zheng, Zhengguang Geng, Ninan Dai, Han Zhang, Bao Fu, Xiaoyun Fu

脓毒症诱导心肌病(SICM)是脓毒症常见心脏并发症,特征为炎症失调、线粒体功能障碍、代谢紊乱和心肌微环境改变。线粒体 12S rRNA c 型开放阅读框(MOTS-c)是一种线粒体来源微蛋白,具有代谢调节和应激反应特性。现有研究将 MOTS-c 与 AMPK 相关能量代谢、抗氧化反应、炎症抑制、内皮和微血管保护以及线粒体质量控制联系起来。这些过程与 SICM 相关,但 MOTS-c 的直接 SICM 特异性证据有限,且部分机制如应激反应核信号主要在非 SICM 背景中建立。本综述总结 MOTS-c 的生物学特征和应激反应调控,评估其在 SICM 相关病理过程中的潜在参与,并区分直接 SICM 证据与其他心血管、代谢和炎症疾病模型的外推发现。文章还讨论 MOTS-c 作为应激相关辅助生物标志物和潜在治疗候选物的探索价值与当前局限,尤其关注生物标志物特异性、治疗后疗效、靶细胞机制以及脓毒症条件下的药代动力学或生物分布问题。总体而言,MOTS-c 在 SICM 研究中是一个合理但尚未充分验证的分子,其转化相关性取决于疾病特异性机制和药理验证。

Highlight该综述评估线粒体衍生微蛋白 MOTS-c 与 AMPK 相关能量代谢、抗氧化、炎症抑制及线粒体质量控制的联系,并指出其在脓毒症诱导心肌病中的直接证据有限。
DOI 10.1016/j.ejphar.2026.179261PMID 42633878 查看原文 ↗
Journal of proteomics

Multi-omics reveals that burdock seed aglycone alleviates renal fibrosis by restoring mitochondrial oxidative phosphorylation function.

Yiduo Luo, Guodong Wu, Longshan Zhao, Yukun Bo, Dan Yang, Jingjing Guo, Dongdong Zhao, Yanan Lv, Yi Tian, Mengyang Wang, Xuemiao Yang, Ming An

肾纤维化(RF)是慢性肾脏病(CKD)进展至终末期肾衰竭的常见病理过程,与氧化磷酸化(OXPHOS)密切相关。牛蒡子苷元(ATG)是牛蒡子的主要活性成分,具有抗炎和抗纤维化活性,但其治疗 RF 的机制尚不清楚。本研究在单侧输尿管梗阻诱导的大鼠 RF 模型中进行转录组和蛋白质组整合分析,以鉴定 ATG 的关键靶点和通路。多组学富集分析显示,NDUFS8 和 NDUFS2 是 ATG 的核心靶点,OXPHOS 通路是中心交叉通路。结果提示,ATG 通过靶向 OXPHOS 通路抑制过多 ROS 产生和氧化应激,从而发挥抗肾纤维化作用。研究进一步表明,线粒体 OXPHOS 是 ATG 肾脏保护作用的关键调控轴,线粒体复合物 I 的关键催化亚基是其直接分子靶点;ATG 可恢复复合物 I 活性、重编程线粒体能量代谢,并维持这些亚基的细胞内稳定性和定位,防止其异常释放介导炎症激活,打断代谢功能障碍、炎症和纤维化进展之间的循环。该研究揭示了整合代谢与炎症调控的双重机制,提示线粒体功能障碍不仅是组织损伤的继发结果,也是纤维化重塑的根本驱动因素,并支持天然产物来源的线粒体干预用于 CKD 治疗的转化潜力。

Highlight该研究通过转录组和蛋白质组等多组学分析,发现牛蒡子苷元靶向线粒体复合物 I 亚基 NDUFS8/NDUFS2 和 OXPHOS 通路,抑制 ROS 与氧化应激,从而缓解大鼠肾纤维化。
DOI 10.1016/j.jprot.2026.105690PMID 42276167 查看原文 ↗
EMBO molecular medicine

RMND1 dysfunction causes OXPHOS deficiency and alters mitoribosomal protein homeostasis in vivo.

Alba Pesini, Maria J Sanchez-Quintero, Carlos Lopez-Gomez, Eliana Barriocanal-Casado, Agustin Hidalgo-Gutierrez, Eva Nyvltova, Joanna Rorbach, Giulio Kleiner, May T Ting, Christian Garcia, Lucia Dec-Prat, Kurenai Tanji, Christopher B Damoci, Robert McFarland, Robert W Taylor, Michal Minczuk, Antoni Barrientos, Catarina M Quinzii

RMND1 的双等位致病变异通常表现为早发多系统线粒体病,但 RMND1 功能障碍的体内后果仍知之甚少。为回答该问题,作者构建并表征了首个 RMND1 相关疾病体内模型,携带复发性 p.(Asn238Ser) 变异。纯合 Rmnd1N238S 小鼠表现出生长缺陷、提前死亡和多系统表型,以广泛的组织依赖性氧化磷酸化组装和活性缺陷为标志。对 Rmnd1N238S 心脏的定量蛋白质组分析显示广泛代谢重塑,线粒体核糖体蛋白及线粒体核糖体成熟相关因子丰度显著改变。在 Rmnd1N238S 肝脏以及 RMND1 突变和耗竭的人细胞中也观察到部分线粒体核糖体蛋白丰度变化。尽管存在这些变化,蔗糖梯度沉降未显示 mtSSU、mtLSU 或 55S 分布的总体改变,提示 RMND1 功能障碍扰动线粒体核糖体蛋白稳态,可能影响线粒体核糖体大亚基的晚期组装。总体而言,Rmnd1N238S 小鼠是 RMND1 相关疾病的稳健体内模型,为理解 RMND1 如何支持线粒体基因表达提供了框架。

Highlight该研究构建携带 RMND1 p.(Asn238Ser) 变异的敲入小鼠,发现其出现生长缺陷、多系统 OXPHOS 缺陷及线粒体核糖体蛋白稳态改变。
DOI 10.1038/s44321-026-00534-1PMID 42875586 查看原文 ↗
Journal of advanced research

Mitophagy and ER-phagy in doxorubicin-induced cardiotoxicity: mechanisms, crosstalk, and therapeutic implications.

Yingjie Tian, An Chang, Zhijiang Guo, Hao Zhou, Xing Chang, Jie Wu

背景:多柔比星(DOX)是血液系统恶性肿瘤和许多实体瘤的关键化疗药物,但其临床应用受到多柔比星诱导心脏毒性(DIC)限制。DIC 可表现为亚临床心肌损伤、心律失常、左心室功能障碍、心肌病或心力衰竭。DOX 可通过拓扑异构酶 IIβ(Top2β)介导的 DNA 损伤和转录应激、氧化应激、铁稳态破坏和钙失衡破坏细胞器功能,因此线粒体和内质网/肌浆网损伤是 DIC 的中心病理特征。综述目的:总结 DIC 中线粒体自噬和内质网自噬的现有证据,重点讨论不同实验设置下报道差异、潜在串扰机制以及靶向这些通路进行心脏保护的转化局限。关键科学概念:当前研究提示 DIC 中线粒体自噬遵循检查点依赖模式;取决于 DOX 剂量、暴露时长和溶酶体降解能力,线粒体自噬既可清除受损线粒体,也可能在启动不足、激活过度或通量停滞时加重线粒体损伤。相比之下,DIC 中内质网自噬的直接证据仍有限,主要来自慢性分次 DOX 模型中 CCPG1 介导的保护性内质网自噬,以及急性高剂量损伤模型中 FAM134B 相关内质网自噬损伤信号。因此,内质网自噬在 DIC 中的功能分歧需要在更多实验模型和严格自噬通量评估中确认。线粒体相关内质网膜(MAMs)可能通过调节钙转移、自噬体形成和受体定位协调线粒体自噬与内质网自噬。总体而言,当前证据不支持不加选择地激活或抑制线粒体自噬和内质网自噬;未来干预可能需要保持通量完整的细胞器清除,同时避免过度或停滞的自噬信号。此外,该框架有助于产生整合心脏保护与保留抗肿瘤疗效的研究假设。但多数证据来自细胞和动物研究,仍需在人心肌组织中验证并确认心脏靶点结合。

Highlight该综述总结多柔比星诱导心脏毒性中线粒体自噬的检查点依赖模式、内质网自噬的有限证据及二者经 MAMs 的潜在串扰。
DOI 10.1016/j.jare.2026.10.022PMID 42874998 查看原文 ↗
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