本期文献
Mitochondrial instability contributes to IFN-driven heart disease.
研究利用resiquimod诱导的IFN可诱导SLE小鼠模型评估慢性I型干扰素暴露对心脏功能的影响。C57BL/6小鼠给药4周后超声心动图显示左心室功能下降，伴α-SMA沉积增加、固有和适应性免疫细胞浸润、成纤维细胞增多及CD31标记的内皮细胞减少。转录组和蛋白质组分析显示I型IFN反应、缺血、氧化应激、纤维化和心肌细胞应激相关通路一致升高，而氧化磷酸化相关基因和蛋白及TCA循环代谢物降低，提示R848处理心脏ATP生成受损。慢性IFN暴露的AC16细胞表现为基础呼吸受损、线粒体去极化增加、线粒体质量和碎片化增加；mtDNA释放增加并可检测到cGAS激活和ISG诱导，cGAS抑制剂G140可抑制ISG表达升高。人iPSC来源心肌细胞重现关键发现，且cGAS抑制可挽救ISG表达和线粒体去极化。
Workflow and instrumentation for multiscale correlative imaging in voluminous cryogenic specimens
冷冻电子断层扫描（cryo-ET）可对细胞内环境进行分子分辨率成像，但受限于制备电子透明切片及有限成像体积。研究提出一种多尺度关联流程，将冷冻共聚焦荧光显微镜、冷冻聚焦离子束-扫描电镜体积成像和冷冻FIB序列薄片提取连接起来，用于高压冷冻大体积样本的cryo-ET。该流程的关键是一个可在不同仪器间保持样本方向、减少手动操作并克服cryo-FIB-SEM硬件样品台倾斜限制的样品架。在玻璃化结直肠癌类器官中，该流程实现荧光引导的cryo-vEM位点制备，为cryo-ET有限视野提供生物学背景，并从指定感兴趣区域靶向提取制备多片薄片；重建的断层图揭示亚细胞结构和细胞间界面。该工作为复杂三维生物样本的连续分辨率冷冻成像建立模块化方法框架。
Bioenergetic and Proteomic Profiling of ARID1A-Deficient Ovarian Clear Cell Carcinoma under Metabolic Challenge
研究在生理葡萄糖、半乳糖或复合物I抑制剂IACS-010759条件下，比较等基因ARID1A野生型和敲除卵巢透明细胞癌细胞及人肿瘤样本的线粒体功能和ETC蛋白丰度。结果显示，ARID1A敲除细胞在各培养条件下均维持更高的基础呼吸、ATP关联呼吸、最大呼吸、备用呼吸能力和偶联效率，但稳态ATP水平较低。人OCCC肿瘤中，ARID1A阴性病例的生物能量细胞指数高于ARID1A阳性病例，且高BEC与较差的癌症特异性生存相关。定量蛋白质组学显示敲除细胞ETC复合物丰度有升高趋势但全复合物差异未达统计学显著；ARID1A缺失与复合物III和V蛋白选择性增加相关，而代谢挑战与复合物I和IV蛋白增加相关。研究结论认为ARID1A相关线粒体表型可在不同代谢挑战下持续存在，且不能仅用ETC蛋白协同增加解释；线粒体生物能量学与临床结局的关联支持其在人OCCC中的意义。
Alternative organelle targeting of OPA1 mediates fatty acid release from lipid droplets
研究揭示线粒体融合因子OPA1在脂滴脂肪酸释放调控中的新作用。OPA1外显子4采用双亲性螺旋靶向脂滴；脂滴定位的OPA1通过促进脂酶募集到脂滴而促进脂肪酸释放。OPA1在脂滴上的驻留与其进入线粒体相竞争，从而影响线粒体融合和连接性。OPA1外显子4内的S158N多态性导致脂滴脂肪酸释放减弱，并与儿童肿瘤幸存者循环脂质水平改变相关。研究提出OPA1主动介导脂滴脂肪酸释放，并建立OPA1与人体代谢之间的机制联系。
A Micropeptide Component of the OGDH Complex Modulates ATP Production in the TCA Cycle.
研究通过分析小鼠sORFs.org数据库的核糖体图谱数据，发现由小鼠Ctsb基因内非经典小开放阅读框编码的29氨基酸微肽APPM（ATP production-promoting micropeptide）。APPM定位于线粒体基质和内膜，直接结合α-酮戊二酸脱氢酶复合物（OGDHc）的E1亚基OGDH，调节OGDHc酶活性，从而调控NADH和ATP生成。酪氨酸13被鉴定为介导APPM-OGDH相互作用和功能激活的关键残基。外源给予APPM可在体内提高ATP水平，并在小鼠心力衰竭模型中恢复心脏功能，效果优于参比药物曲美他嗪。研究认为APPM是首个OGDH复合物微肽调节因子，扩展了TCA循环的已知组成，并为以生物能量不足为特征的疾病提供潜在治疗策略。
Riboflavin therapy in complex I deficiency: Two new cases of leukoencephalopathy and a systematic literature review.
目的：复合物I（CI）缺陷是儿童线粒体疾病最常见的生化缺陷，表型包括心肌病、肌病、Leigh综合征和线粒体白质脑病（ML），目前无治愈性疗法；核黄素是CI辅因子FMN和FAD的前体，但证据异质且缺乏正式指南。方法：回顾性分析2例经基因确诊的CI缺陷患者（NDUFS1和NDUFV2变异），接受大剂量核黄素治疗并长期随访（>16年），涵盖临床、生化、神经生理和MRI资料；同时系统复习核黄素反应性CI缺陷文献。结果：两例均表现为早期急性精神运动倒退和广泛空洞性白质病变；核黄素（最高10 mg/kg/天）治疗后神经功能近乎完全恢复，乳酸和诱发电位正常化，MRI改善并长期稳定。文献复习另识别43例核黄素反应性CI病例，包括心肌病16例（多为ACAD9变异）、肌病12例（均为ACAD9变异）、ML 8例（以NDUFV1/NDUFV2变异为主）、Leigh综合征5例、MELAS样表现1例和视神经萎缩1例。结论：核黄素可能在多种CI缺陷表型中带来持久获益；除ACAD9相关心肌病已确立疗效外，现有证据支持在其他表型中考虑治疗性试验；直接影响FMN/FAD的N模块亚基（NDUFV1、NDUFV2、NDUFS1）变异可能是尤其适合的治疗候选，尚需前瞻性研究。
Targeting NLRP3 Inflammasome Signaling After Myocardial Infarction: Mechanistic Rationale, Regulatory Networks, and Translational Perspectives.
心肌梗死后无菌性炎症日益被认为是梗死扩展、不良心室重构和临床结局的决定因素。NLRP3炎症小体整合危险相关分子模式、线粒体功能障碍、离子紊乱、代谢应激和先天免疫信号；激活后caspase-1加工IL-1β和IL-18并切割gasdermin D生成成孔片段GSDMD-N，促进焦亡和炎症放大。心肌梗死后NLRP3活性受细胞外ATP/P2X7信号、钾外流、活性氧、线粒体DNA释放、溶酶体与内质网应激以及cGAS-STING信号调控，并具时间和细胞类型依赖性：心肌细胞、巨噬细胞、内皮细胞和成纤维细胞在损伤、碎片清除、血管功能障碍、瘢痕形成和修复中作用各异。本综述区别于以往以通路为中心的总结，将时相调控和细胞特异性与线粒体质量控制、STING信号、铁死亡、焦亡和免疫代谢之间的新兴交叉对话相结合；在机制之外评述转化证据，包括CANTOS等IL-1导向研究和VCU-ART项目，同时强调选择性NLRP3抑制本身的临床获益尚待确立；还评述直接炎症小体抑制剂、秋水仙碱、代谢调节剂、RNA疗法、靶向递送系统和中药来源化合物，并关注证据级别与局限；最后讨论生物标志物指导的患者选择以及治疗时机、细胞特异性、长期安全性和保留修复性炎症等未解问题。
Progerin disrupts intestinal epithelial homeostasis by impairing mitochondrial metabolism and absorptive enterocyte maturation
Hutchinson-Gilford早衰综合征（HGPS）是一种节段性早衰疾病，主要累及高再生能力组织；肠道虽是成年哺乳动物自我更新最快的组织，此前仅被视为早衰中微生物群紊乱的来源，肠上皮本身是否为早衰素的靶点尚不清楚。本研究利用LmnaG609G/G609G和LmnaG609G/+小鼠模型、肠道类器官和单细胞RNA测序，显示早衰素表达于结肠肠上皮细胞及干细胞龛的SMA+上皮下肌纤维母细胞；杂合早衰小鼠自30周龄起肠道通透性增高，达到生理性衰老（>20月龄）小鼠的水平；早衰来源肠类器官耗氧量降低、糖酵解代偿性增加、隐窝出芽受损。结肠上皮和固有层单细胞转录组显示，谱系组成虽保留，但早衰素诱导协调性重编程：氧化磷酸化和线粒体质量控制基因（包括Nod2）受抑，干扰素、TNF-NF-κB和先天防御程序激活，RNA加工与染色质相关通路上调。轨迹分析显示早衰吸收性肠上皮细胞选择性无法达到终末分化状态，保留祖细胞样WNT、NOTCH和EGFR特征，同时缺乏成熟所需的线粒体程序。综上，肠上皮是早衰素细胞内在的靶点，线粒体功能不足阻滞吸收性肠上皮细胞成熟并削弱肠道屏障，提前重现结肠衰老的关键特征。
Mitochondrial respiratory complexes, excitation-contraction coupling and mTOR signaling transcriptional programs are dysregulated in cardiometabolic HFpEF
心力衰竭是全球主要致死致残原因之一，其中近半数为射血分数保留的心衰（HFpEF），预计未来将成为最常见的心衰类型。本研究采用bulk RNA-seq分析HFpEF小鼠心脏转录组谱；HFpEF动物为C57BL/6小鼠，给予高脂饮食并在饮水中加入L-NAME持续5或8周，对照给予标准饲料。差异表达分析得到1535个差异表达基因；GO细胞组分“线粒体内膜（GO:0005743）”所含78个差异基因中有71个下调，主要涉及呼吸链复合物I、III、IV和V，并呈时间依赖性。过表达分析提示mTOR信号级联被激活，同时“糖尿病心肌病”“心肌收缩”和“肌肉细胞骨架”KEGG通路受影响，可能指向兴奋-收缩耦联受损。总之，HFpEF心脏的转录组程序表现为线粒体呼吸链复合物亚基表达广泛下调、mTOR信号上调以及兴奋-收缩耦联相关基因失调。
Single-cell variant landscape of the human mitochondrial genome reveals cell type-specific functions and disease mechanisms
线粒体DNA（mtDNA）异质性是细胞遗传多样性的重要来源并可致病，但其在不同人类细胞类型中的分布和功能意义尚不清楚。本研究提出scMOCHA（Single-Cell Mitochondrial Omics for Cellular Heteroplasmy Analysis），一种可直接从常规单细胞RNA测序数据中解析高置信度单细胞分辨率mtDNA异质性的可扩展计算框架。应用该工具分析人外周血单个核细胞（PBMC）和骨髓（BM）的公开scRNA-seq数据，揭示了人造血细胞类型中mtDNA单核苷酸变异（SNV）与异质性随年龄变化的单细胞图谱。PBMC与BM共享许多遗传性同质性和高异质性SNV，而体细胞SNV具有组织和细胞类型特异性并分布于整个mtDNA基因组，提示其大多随机产生；mtDNA复制错误是塑造同质性变异的主要力量，氧化应激可能驱动相当一部分异质性和体细胞突变。研究还发现此前未知的细胞类型特异性和人类疾病相关mtDNA SNV；通过将mtDNA基因型与匹配的单细胞核转录组及结构建模结合，揭示了疾病相关mtDNA SNV影响炎症等细胞过程并促成疾病的潜在分子机制。综上，这些发现界定了人类线粒体基因组的单细胞变异图谱，并揭示了造血系统中此前未被认识的谱系相关和疾病相关mtDNA变异模式。
Molecular mechanisms of cardioprotection: biomarkers, signaling pathways, and emerging molecular signatures in cardiovascular disease.
该综述聚焦心血管疾病中的心脏生物标志物与心肌保护信号通路。文中描述了PKCε、RISK（再灌注损伤抢救激酶）、MAPK、NO/cGMP/PKG与SAFE（生存激活因子增强）等关键保护性通路，它们协同调节心血管功能、阻止细胞死亡并维持线粒体稳定；同时通过炎症、坏死、自毁过程与氧化应激的复杂相互作用阐述心肌损伤的生理机制，重点关注线粒体功能障碍、活性氧（ROS）与NLRP3炎症小体激活。文章系统回顾了传统与新型心脏生物标志物，包括长链非编码RNA、microRNA（如miR-21、miR-486-5p、miR-126）、CK-MB、心肌肌钙蛋白（cTnI/cTnT）、炎症标志物（CRP、IL-6、TNF-α）及利钠肽（BNP/NT-proBNP），并讨论其在预后、筛查与医学评估中的应用，强调其在风险评估、早期发现与个体化治疗方案中的作用。
Mitochondrial Quality Control in Degenerative Musculoskeletal Diseases: Signaling Networks and Therapeutic Landscapes.
该综述将骨关节炎（OA）、椎间盘退变（IVDD）和骨质疏松（OP）等退行性肌肉骨骼疾病视为线粒体质量控制（MQC）障碍，而非被动的机械磨损。MQC网络包括线粒体动力学、线粒体自噬与生物发生耦联以及细胞器间通讯，组织起衰老—炎症—代谢轴；其崩溃会释放mtDNA片段作为损伤相关分子模式（DAMPs），经cGAS-STING激活天然免疫，代谢中间产物则通过组蛋白乳酸化重塑表观基因组，可能将急性应激固化为“代谢记忆”（其中mtDNA甲基化部分仍属假设层面）。多组学与游离mtDNA液体活检支持将其分为生物能量衰竭、免疫炎症激活与衰老细胞蓄积等亚型，但仍属OA范围内的假设，有待独立及跨疾病验证。治疗正从对症处理转向“细胞器医学”，包括心磷脂稳定剂、PROTAC介导的蛋白降解、线粒体碱基编辑与工程化线粒体移植；二甲双胍在膝OA已有随机试验证据待确认，NAD+前体处于早期临床测试，SS-31仅在Barth综合征获加速批准，其他策略仍处临床前阶段。文章指出递送屏障与疾病异质性要求精准分层、仿生模型与人工智能辅助决策。
Identifying and targeting abnormal mitochondrial localization associated with psychosis
精神病患者亟需新机制疗法，而基于细胞的检测可加速候选药物发现，即使仅适用于部分患者亚群。研究对168名个体的皮肤成纤维细胞进行DNA、肌动蛋白与线粒体染色成像，发现出现精神病性症状的患者（包括双相障碍、精神分裂症与分裂情感障碍的部分个体）线粒体倾向于距细胞边缘更远，而重性抑郁患者未见该表型。由于该表型可由单一指标识别，研究者得以检索已有的线粒体染色并经化学或遗传扰动的细胞数据库，鉴定出正向与负向影响该精神病相关表型的化合物与基因，其中部分已知与精神疾病相关。作者认为该细胞学检测有望用于虚拟与实体筛选，以发现治疗精神疾病的候选分子。
Cryo-EM Reveals VP1/VP2 N-Terminal Conformations in Adeno-Associated Virus 2 Capsids.
AAV2衣壳由单一cap基因表达的三类病毒蛋白VP1、VP2与VP3装配而成，在成熟的T=1、60亚基二十面体衣壳中经典化学计量比为1:1:10。相对VP3，VP1与VP2带有N端延伸区，为内体逃逸与核转运所必需，但因丰度低、对称性失配及N端构象异质性而难以解析。研究采用杆状病毒表达系统制备空AAV2衣壳，在不同时间点收获，感染后第3天和第5天分别获得约2:3:5和1:2:7的VP1:VP2:VP3比例。冷冻电镜单颗粒与子颗粒重构揭示了与不同VP化学计量相关的N端构象差异：第3天衣壳含自二重轴伸出的内部密度，且缺少残基237之前的有序βA；第5天衣壳无二重轴突出，而呈现与五重轴相关的密度，βA有序至约219–221位残基。第5天衣壳的五重子颗粒重构进一步解析出堵塞孔道的密度栓及其下方密度环。这些结果将VP化学计量与VP1/VP2 N端的不同构象联系起来，为这些区域在AAV2衣壳内的替代性组织方式提供结构证据。
Citicoline in cardiovascular protection: mechanistic roles of choline and acetylcholine.
胞磷胆碱（CDP-胆碱）是磷脂酰胆碱合成与乙酰胆碱生成的限速前体，因而是连接膜磷脂稳态与胆碱能信号的独特代谢枢纽。其在心脏病中治疗潜力的生化依据源于基本代谢原理与保守的细胞保护通路，但其心血管证据基础不如已确立的神经保护作用充分。心脏保护主要由胆碱能系统介导，包括迷走传出活动与非神经元心脏胆碱能系统（NNCCS），由此启动包括PI3K/AKT、JAK/STAT、SIRT3/AMPK、IP3/钙与MAPK级联在内的广泛信号网络，抑制炎症、氧化应激与凋亡；胆碱能信号还调节蛋白酶体活性、microRNA表达及转录后基因调控。综述总结了支持该假说的实验与临床证据，重点为与心肌保护直接相关的胞磷胆碱激活机制，包括对受损肌膜磷脂的替代以及激活生存激酶、抑制炎症介质、减轻氧化损伤和维持线粒体生物能量学等多效作用。基于其安全性数据，作者建议在心肌梗死后再灌注期间将胞磷胆碱作为辅助治疗开展进一步转化研究，并特别强调其抗心律失常作用、胆碱能参与、下游信号调节与miRNA调控。
Proteomic and β-hydroxybutyrylation Landscapes Reveal AMPKα2-Associated Modulation in HUCMSC-Derived Exosome-Mediated Amelioration of Cardiac Aging.
心脏老化伴随进行性功能下降和代谢重塑。研究者在野生型老年小鼠和AMPKα2敲除老年小鼠中评估人脐带间充质干细胞来源外泌体（hUCMSC-exos）的治疗作用，并以年轻和老年未处理队列为对照；通过六组定量蛋白质组学鉴定出652个蛋白上的1,755个赖氨酸β-羟基丁酰化（Kbhb）位点，绘制衰老、AMPKα2缺失及外泌体干预下的心脏Kbhb图谱。在野生型老年小鼠中，hUCMSC-exos改善收缩和舒张功能、增强握力、减少纤维化并恢复ATP水平，同时主要下调糖酵解/糖异生、脂肪酸氧化、三羧酸循环和氧化磷酸化相关酶的Kbhb；在AMPKα2敲除老年小鼠中，外泌体仅部分改善线粒体超微结构和舒张指标，未挽救收缩功能或纤维化。位点分析显示外泌体选择性正常化衰老中升高的Kbhb位点，而AMPKα2缺失导致非选择性整体去修饰；候选AMPKα2-SIRT3通路（并有SIRT5支持）可能介导该重编程。研究验证CRAT K141bhb为衰老累积且可被外泌体以AMPKα2相关方式逆转的修饰；分子模拟提示K141bhb中和K141正电荷，破坏K141-E144局部盐桥并使α螺旋不稳定，提示其可能作为CRAT活性的代谢刹车。
Arrested PPTC7 import couples mitochondrial depolarisation to NIX and BNIP3 degradation
线粒体自噬由两条与线粒体蛋白导入偶联的不同通路启动：导入应激使PINK1稳定在线粒体外膜，激活Parkin和泛素依赖通路；受体介导通路则受外膜蛋白NIX和BNIP3表达调控。NIX和BNIP3经SCFFBXL4降解而受限，该过程需要PP2C家族磷酸酶PPTC7作为必需的底物识别因子，PPTC7在从外膜前往基质的途中被捕获。研究显示线粒体去极化对两条通路产生相反影响：在RPE1细胞中，去极化驱动NIX和BNIP3快速、泛素和蛋白酶体依赖的丢失，且需要PPTC7持续合成；多西环素介导的脉冲追踪实验直接证明去极化抑制新合成PPTC7的导入，而被阻滞的PPTC7与底物一起经FBXL4依赖方式降解。因此，导入阻滞既稳定PINK1又消除NIX和BNIP3，协调线粒体自噬通路之间的切换，同时PPTC7降解将线粒体自噬受体周转与PPTC7合成速率偶联。
TGS1 mediates mRNA 5'-cap trimethylation to promote oxidative phosphorylation in acute myeloid leukaemia.
TGS1是一种高度保守的酶，可将RNA 5′帽的7-甲基鸟苷二甲基化生成2,2,7-三甲基鸟苷（m2,2,7G）；已知靶标包括snRNA、snoRNA、端粒RNA组分和少量编码硒蛋白的mRNA。TGS1在急性髓系白血病（AML）中高表达，并与包括P53突变白血病在内的低分化白血病亚型相关。该研究报道TGS1在AML细胞中直接甲基化500余种mRNA的帽结构，特别是修饰编码线粒体蛋白的核mRNA，包括三羧酸循环和氧化磷酸化复合物的关键组分，促进由线粒体相关胞质核糖体介导的翻译。功能上，TGS1缺失损害线粒体呼吸并增加氧化应激，进而抑制AML细胞生长，在体外和体内引起分化和细胞周期阻滞；TGS1缺失还使AML细胞对促铁死亡小分子RSL3敏感。研究据此确立TGS1为AML细胞氧化磷酸化和线粒体氧化还原状态的关键调控因子，并提示其作为白血病治疗靶点的潜力。
Asymmetric flagellar filaments shape Borreliella burgdorferi morphology and motility
莱姆病螺旋体伯氏疏螺旋体具有双极周质鞭毛，这些鞭毛对其特征性平波形态、运动和感染性必不可少，但其分子结构如何贡献于螺旋体形态和运动仍不清楚。该研究利用原位单颗粒冷冻电镜解析天然周质鞭毛丝的近原子结构，揭示半鞘化和无鞘化两种不同架构；螺旋体特异性蛋白FlaA沿保守FlaB鞭毛丝核心的凸面形成不对称鞘，鞘装配局限于靠近鞭毛马达的鞭毛丝近端区域。原子模型显示FlaA通过与FlaB核心两个表面暴露环的特异性相互作用锚定，遗传和运动分析表明这两个环在维持细胞形态和运动中具有不同作用。结构比较显示FlaB核心具有内在弯曲和超螺旋，并被不对称FlaA装配显著放大；这些发现支持局部FlaA鞘装配增强近端鞭毛丝并可能调节其力学性质的模型。研究揭示了一种此前未被认识的不对称鞘装配增强鞭毛超螺旋的机制，为理解螺旋体独特形态和运动提供分子基础。
In situ structure of the human ciliary transition zone links linker defects to primary ciliary dyskinesia.
纤毛过渡区（TZ）调控纤毛蛋白组组成，但其分子架构、蛋白组成及其对运动性纤毛病的贡献仍不清楚。该研究对人多纤毛上皮细胞应用原位冷冻电子断层扫描和子断层平均，以亚纳米分辨率解析TZ特异性双联微管并鉴定出9种组成蛋白。研究发现上皮细胞转化2样蛋白（ECT2L）和双锌带锚蛋白重复蛋白1（DZANK1）构成相邻TZ双联微管之间的主要连接复合物；任一基因的双等位基因功能缺失变异均可导致原发性纤毛运动障碍。ECT2L和DZANK1缺陷破坏TZ架构，引起微管异常和异常球状纤毛尖端，并损害黏液纤毛清除功能。这些发现建立了TZ缺陷与人类运动性纤毛病之间的直接遗传联系，并说明原位结构生物学可揭示人类疾病机制。