本期文献
Nanoscale remodeling of mitochondrial architecture duringmtRNA surveillance failure
细胞内线粒体在组成和代谢功能上存在异质性，但这种特化如何影响单个细胞器对胁迫的反应尚不清楚。作者采用荧光显微镜和原位冷冻电子断层扫描，在存在线粒体基因组表达缺陷的背景下，检查线粒体应激体的组成及其与线粒体内膜结构的关系。作者发现，线粒体RNA加工缺陷导致内膜结构域特征丧失，使ATP合酶从嵴边缘错误定位到边界膜，嵴的形态参数发生改变，并在部分细胞器中导致嵴完全消失。线粒体应激体富集与氧化途径相关的核酸和蛋白成分，而另外一些独立的线粒体结构域则富集寡聚化的P5CS（还原性脯氨酸合成的标志物）。作者发现，线粒体RNA向应激体的聚集以及ATP合酶的重塑，与P5CS在部分线粒体中的浓度变化受到独立调控。作者据此提出，应激区室化通过空间隔离，使氧化途径组分的质量控制能够相对线粒体网络其余部分被独立调节。
MYC Suppresses Mitochondrial Function in Hepatocellular Carcinoma through NRF1-Driven Receptor-Mediated Mitophagy
MYC是线粒体生物发生的经典驱动因子，但其在肿瘤线粒体稳态中的作用仍不完全清楚。作者发现，MYC通过增强受体介导的线粒体自噬，反而抑制肝细胞癌（HCC）的线粒体功能。泛癌TCGA分析显示，MYC活性与核编码及mtDNA编码的线粒体基因表达不一致，这一现象在肝癌中尤为明显。利用遗传定义的小鼠HCC模型，作者证明MYC（而非β-catenin/CTNNB1）通过MYC-NRF1-FUNDC1/PGAM5/DNM1L(DRP1)转录轴驱动线粒体片段化和更新。遗传或药物抑制该轴可减少线粒体自噬并恢复肿瘤的氧化磷酸化，同时延长荷瘤小鼠的生存期。表达酵母NDI1（可绕过复合物I促进电子传递）的肿瘤恢复了OXPHOS并降低肿瘤负荷，且该效应不依赖线粒体自噬。作者认为，抑制线粒体OXPHOS反而支持HCC肿瘤生长，并提示线粒体质控是MYC扩增HCC患者的潜在治疗弱点。
GLP1R agonists and vorasidenib converge on peroxynitrite-mediated cytotoxicity in mutant IDH glioma
IDH1或IDH2突变（mIDH）产生致癌代谢物D-2-羟基戊二酸，驱动一类特定分子类型的胶质瘤发生。mIDH抑制剂vorasidenib可减缓肿瘤生长，但疾病进展仍是难题，因此需要能够加深并延长治疗反应的策略。作者在患者来源和小鼠mIDH胶质瘤模型中证明，胰高血糖素样肽-1受体（GLP1R）激动剂与vorasidenib具有协同作用。机制上，GLP1R激动剂激活cAMP-蛋白激酶A信号，并在mIDH胶质瘤细胞中诱导一氧化氮合酶1依赖的一氧化氮生成。一氧化氮通过S-亚硝基化途径抑制乌头酸酶和核糖核苷酸还原酶，从而破坏三羧酸循环、耗竭脱氧核糖核苷酸、阻断DNA合成，并以细胞静止方式抑制肿瘤细胞增殖。与此同时，vorasidenib解除D-2HG对丙酮酸脱氢酶的抑制，增加线粒体超氧化物生成并抑制增殖而不产生细胞毒性。两者联用时，GLP1R激动剂诱导的一氧化氮与vorasidenib诱导的超氧化物汇聚生成过氧亚硝酸盐，损伤脂质与DNA并触发mIDH胶质瘤细胞凋亡。在颅内mIDH肿瘤小鼠中，联合用药重现了上述代谢与药效学效应，诱导肿瘤消退，并较任一单药显著延长生存。作者总结，GLP1R激动与mIDH抑制引起线粒体氧化还原代谢的不同改变，二者汇聚产生协同细胞毒性，为该策略的临床评估提供了机制依据。
Towards VDAC pharmacology: Developing small-peptide channel inhibitors inspired by nature
电压依赖性阴离子通道（VDAC）在线粒体外膜上形成小离子和水溶性代谢物（如ATP和ADP）的通路。尽管VDAC既参与呼吸的正常调节，也与多种线粒体相关病理有关，但目前尚无FDA批准靶向VDAC的药物。作者此前已表明，VDAC可通过与已知胞质蛋白，即二聚微管蛋白和α-突触核蛋白（Syn）的相互作用而被调控，这些蛋白能在纳摩尔浓度可逆地阻断该通道。作者假设，候选VDAC抑制剂的结构应满足两个主要要求，即带有作为孔阻断结构域的带负电无序多肽C端或N端，以及具备线粒体膜结合结构域。以Syn为模板，作者设计了三条约100倍于Syn半数效应浓度的肽，并证明它们均能以可控方式阻断重构于平面脂质膜的VDAC，从而模拟微管蛋白和Syn的作用。合成肽诱导的VDAC阻断时长与Syn相当，但其半数效应浓度比Syn高约百倍。作者认为该工作属于原理验证研究，可为未来线粒体靶向药理学工具的开发提供参考。
The hepatic mitochondrial landscape
哺乳动物的能量稳态依赖各组织间协调的代谢，肝脏是系统性能量平衡和生物合成前体供应的中心枢纽。肝线粒体在这些功能中至关重要，但肝脏微解剖空间内线粒体基因的表达仍未被完全界定。作者在雌性和雄性小鼠中，绘制了跨越进食-禁食周期以及肝小叶空间梯度的支持线粒体功能基因的单细胞水平表达图谱。肝细胞亚型表现出显著的线粒体差异，包括一个线粒体基因表达低、分泌蛋白产生减少的非经典群体。作者显示，较高的门静脉周围氧化磷酸化依赖于极高的门静脉周围线粒体转录本比例，该比例与线粒体/细胞体积比相符，从而将scRNA-seq读数与线粒体含量直接联系，同时指出线粒体读数比例作为单一scRNA-seq质量指标的局限。核编码与线粒体编码的氧化磷酸化基因呈现不同的分区模式，表明转录水平缺乏化学计量协调。超微结构重建显示，线粒体结构的区域性差异不仅体现在大小，还包括门静脉周围线粒体分支增多。在人类中，作者利用空间转录组数据重现了门静脉周围较高的线粒体转录本丰度。作者还发现，此前在小鼠中报道的线粒体基因表达节律在人类中同样保守，并在两物种中均于第一餐前后达到峰值。总体而言，这些发现揭示了肝脏线粒体生物学的异质性，并为解读肝脏单细胞研究中的线粒体变异提供了框架。
Far-Red Light Photoacclimation Rewires Antenna-Photosystem Organization in Cyanobacterial Cells
研究利用单细胞高光谱关联成像引导的冷冻电子断层扫描，将远红光适应蓝细菌的光谱适应状态与类囊体结构联系起来。作者以亚纳米分辨率解析了藻胆体-光系统II超复合物的天然结构，显示光依赖的分子变化可在跨尺度上重塑整个类囊体的光合机器，并揭示长期远红光适应后持续的膜异质性及低丰度藻胆体-光系统I超复合物。结果将蓝细菌类囊体描述为可塑膜，通过重塑天线-光系统结构与组织调节光合作用。
Mitochondria-Targeted OGG1 remodels Alveolar Epithelial Transitional States and Immune-Epithelial Communication after Chlorine Lung Injury
氯气吸入可导致急性肺损伤，且缺乏直接靶向损伤维持机制的治疗。研究用单核RNA测序分析小鼠氯气暴露后肺组织，并在暴露后1小时鼻内给予线粒体靶向OGG1融合蛋白（mOGG1），24小时取材。结果解析出39个转录组不同的细胞群体，AT1/AT2过渡区可分为急性应激、增殖、Krt8损伤相关过渡和AT1样恢复四个阶段；氯气增加肺泡和气道上皮状态异质性，并增加中性粒细胞、巨噬细胞和上皮间IL-1通讯复杂性。mOGG1未全局抑制该网络，而是重分配信号相互作用，包括部分过渡细胞群体的参与。
NHE1 sustains leukemia-propagating capacity and mitochondrial fitness in T-cell acute lymphoblastic leukemia
为寻找T-ALL白血病传播细胞的脆弱点，研究用斑马鱼移植实验筛选786个FDA批准化合物，发现阿米洛利显著降低功能性白血病传播细胞频率；因阿米洛利抑制NHE1，进一步研究NHE1。NHE1敲低使人类T-ALL细胞自我更新相关集落形成减少超过70%，凋亡仅轻度增加；转录组和蛋白组显示线粒体呼吸和翻译相关蛋白丰度下降等重塑。阿米洛利和NHE1敲低损害线粒体呼吸并减少线粒体含量，敲低还降低线粒体膜电位；代谢组显示TCA循环中间物及细胞代谢改变。小鼠异种移植中NHE1敲低减少骨髓和脾脏白血病累及，而总体进展和生存相似。
Super-Resolution Processing Enables In Situ Subtomogram Averaging Beyond the Nyquist Limit
原位子断层平均（STA）要实现高分辨率需精细像素采样，从而在可达分辨率与每张断层图像视野之间权衡。EER数据可按物理像素尺寸的一半渲染，但超分辨处理能否从噪声原位数据中恢复超过物理Nyquist极限的有用信息尚不清楚。研究在两个原位数据集中显示，EER数据超分辨处理可恢复超过4.78 Å物理Nyquist极限且具生物学可解释性的信息：果蝇幼虫中未鉴定病毒颗粒的STA获得3.42 Å内壳重建，支持从头建模并鉴定为Drosophila A virus；酿酒酵母核糖体原位STA达到3.18 Å，局部分辨率延伸至2.78 Å。EER采集为放大倍率选择提供更大灵活性。
Structural Basis for Dimeric Genome Selection by HIV-1
HIV-1需选择并包装二聚体RNA基因组进入组装中的病毒颗粒，这是逆转录过程中链转移介导重组的前提。研究用体外病毒组装实验显示，二聚体HIV-1 5'-Leader RNA促进Gag蛋白组装成类似未成熟病毒颗粒的蛋白晶格，而亲和力相似的单价5'-Leader构建体不能；组装需要细胞因子肌醇六磷酸。对新生组装体的冷冻电镜和冷冻断层扫描结果支持一个结构模型：二聚体DIS2螺旋桥接相邻Gag六聚体SP1结构域形成的两个延伸六螺旋束，并使Gag核衣壳结构域的锌指簇靠近对基因组包装必需的保守鸟苷簇；DIS2因此起分子标尺作用，组织Gag六聚体以优化Gag招募和晶格扩展。
Hyperactivation of β-catenin rewires mitochondrial fuel selection in liver cancer cells
该研究在肝癌细胞中探讨β-catenin对代谢状态的调控。利用以内源性MPC1转录本丰度为标志的无偏CRISPR筛选鉴定出CTNNB1；药物或遗传激活β-catenin可降低MPC1和MPC2的转录及蛋白水平，β-catenin驱动的肝肿瘤中MPC表达也较低。β-catenin激活还损害呼吸链复合物III和IV的组装，降低线粒体DNA含量和呼吸能力，延长线粒体网络并重塑脂质组；稳定同位素示踪显示葡萄糖和乳酸来源碳进入TCA循环减少，同时棕榈酸和油酸氧化增加。研究结论为β-catenin是驱动肝癌细胞从碳水化合物向脂肪酸氧化燃料转换的代谢状态调节因子。
Diffractograph: single-particle reconstruction using electron-diffraction data
该研究介绍Diffractograph，一种利用单颗粒电子衍射数据重构三维结构的计算流程。该流程筛选相互兼容的衍射帧，将其归入一个或多个模型并剔除不兼容帧；从头流程无需先验结构信息，参考引导流程则利用单颗粒冷冻电镜低分辨率静电势图筛选兼容帧并确定取向。定向后的衍射帧合并为三维强度分布，参考图提供过采样结构因子的低分辨率相位，密度修饰将相位扩展至更高分辨率。在延伸至2.2 Å的合成200 keV衍射数据中，Diffractograph保留全部帧并以中位平面法向误差0.27度恢复每个保留帧的正确取向。这些结果建立了利用单颗粒电子衍射数据进行结构测定的计算工作流程。
Mitophagy is required for cell survival upon ultrasound and microbubble therapeutic exposure
该研究探讨超声联合微泡（USMB）声孔治疗对线粒体的影响及其在暴露后细胞存活中的作用。研究发现USMB导致线粒体碎片化并降低线粒体膜电位，随后以AMPK依赖机制触发自噬和Parkin依赖的线粒体自噬。沉默Parkin或抑制PINK1会增强USMB暴露后的细胞死亡，提示线粒体自噬是应对USMB的重要细胞存活过程。作者提出将USMB与线粒体自噬及代谢应激适应抑制剂联合作为实体瘤治疗开发候选策略。
PARP1/2-linked ADP-ribosylation impairs trophoblast mitochondrial respiration in a TNF-α model of inflammation-mediated preeclampsia.
该研究在炎症介导的子痫前期（I-PE）模型中探讨PARP1/2相关ADP-核糖基化对滋养层线粒体呼吸的影响及药物抑制的作用。研究分析人I-PE胎盘和LPS诱导大鼠胎盘中ADP-核糖基化相关酶的mRNA；在HTR-8/SVneo细胞中，TNF-α诱导约120 kDa的PARP1相关MAR/PAR信号，该信号可被olaparib而非XAV939抑制。Olaparib改善基础和最大呼吸、ATP产生及备用呼吸能力；TNF-α在24小时未显著改变OXPHOS亚基、4-HNE、活力或迁移。结果支持PARP1/2敏感的ADP-核糖基化（最符合PARP1相关活性）参与炎症介导的滋养层生物能量功能障碍，PARP1/2-NAD+轴可能作为未来I-PE研究的机制导向靶点。
CLOSING THE CONFORMATIONAL CYCLE OF THE BETA-BARREL ASSEMBLY MACHINERY
该研究利用冷冻电镜解析大肠杆菌BAM复合物在三种去垢剂及由大肠杆菌极性脂质组成的Saposin A纳米盘中的结构，以探究无底物BamA如何关闭侧门及其在脂双层中的构象。除经典向外开放（OO）态外，研究鉴定出BamA桶状结构侧门和周质开口均关闭的闭合（OC）态，以及β1-β2呈OC样闭合位置而β16重排尚未完成的半闭合（sOC）态。OC态在保留OMP折叠活性的脂质重构BAM中占主导，提示其在脂双层内功能性BAM集合中大量存在。比较OO、sOC和OC态显示β1-β2与β16区域异步重排。研究还强调侧门区域局部图谱质量对构象指认的重要性，并将BamA构象景观扩展至OC和sOC等与OMP插入后侧门关闭相关的不同结构状态。
BNIP3L/NIX-mediated mitophagy limits Alzheimer disease pathology and preserves neuronal function
研究识别BNIP3L/NIX依赖的线粒体自噬是维持线粒体适应性和限制阿尔茨海默病相关蛋白毒性的保守神经元质量控制通路。缺失BNIP3L/NIX或其线虫同源物DCT-1会损害基础及应激诱导的线粒体自噬、破坏线粒体稳态、加重Tau和Aβ病理，并损害人神经元及体内模型的神经元网络、突触和行为功能；恢复其活性可改善蛋白毒性应激下的神经元功能、降低人神经元Tau磷酸化并抑制小鼠原代神经元中的种子化Tau聚集。
Structural basis for aphidicolin inhibition of human processive DNA synthesis
研究利用冷冻电镜解析人Pol δ和Pol ε全酶与引物-模板DNA、PCNA及aphidicolin结合的3.0 Å和3.1 Å结构，发现aphidicolin占据进入的dNTP口袋、使模板碱基外翻并锁定手指开放，从而在保持全酶结构的同时阻断合成。该口袋在Pol α、Pol δ和Pol ε中保守，但在PCNA依赖的重构实验中Pol δ比Pol ε敏感约4–5倍，作者将其归因于模板链在催化位点后的抓握差异而非抑制剂口袋本身。
Longitudinal single-cell transcriptional profiling identifies dynamic neurodegenerative mechanisms in Christianson Syndrome rat
研究对Christianson综合征（CS）大鼠海马进行跨生命周期单核RNA测序，发现神经元早期出现线粒体功能障碍转录特征；体外和离体分析显示NHE6缺失组织存在进行性线粒体质量控制和生物能量学缺陷。转录组和蛋白质组分析还显示天然免疫激活，包括定位于小胶质细胞的cGAS-STING信号，并观察到星形胶质细胞激活及少突胶质细胞髓鞘形成能力的年龄依赖性下降；CS大鼠与阿尔茨海默病人海马单细胞分析存在明显重叠。
Harnessing the PRDM1-PGC1A axis to enhance CAR T cell efficacy
研究识别PRDM1（编码BLIMP-1）是CAR T细胞终末分化和耗竭的关键调控因子，其在患者耗竭样肿瘤浸润CAR T细胞及临床无应答者回输前产品中富集。敲除PRDM1可增强CAR T细胞增殖、记忆分化和抗肿瘤疗效；机制上PRDM1缺失提高PGC1A活性，改善线粒体功能、抗氧化能力和代谢储备，而PGC1A缺失会削弱该效应。制造期间短暂使用PPAR-PGC1A激动剂bezafibrate可增强CAR T细胞抗肿瘤活性。
Dynamics and activation of the Legionella Type IV secretion system
研究利用冷冻电镜断层扫描和原位单颗粒冷冻电镜解析军团菌Dot/Icm IV型分泌系统的天然结构与功能状态：该机器主要以缺少内膜复合物（包括DotA）的静息状态存在，招募内膜组分后形成完全组装但无分泌活性的预备状态。DotO-DotI-DotJ-IcmT复合物3.6 Å结构与原位重构整合显示膜相关组分如何将DotO组织成由二聚体构成的六聚体ATP酶平台；宿主接触后系统发生大幅构象重塑，包括DotG外膜门扩张和DotA-IcmX原通道转变为开放转运通道，底物相关状态进一步扩张通道。