Nature子刊：钙信号通路与肌病

　　

生物通报道：日前，Leeds大学首次将一个重要基因上的突变，与特定类型的肌病联系起来，这一发现将能帮助医生们进行更准确的诊断。文章发表在Nature 旗下的Nature Genetics杂志上。

线粒体肌病会引起肌无力、运动问题和学习障碍等症状，在英国约有七万多人患有这类疾病。线粒体是为细胞提供能量的场所，能量需求很高的神经细胞和肌细胞中，存在大量的线粒体。为了发挥正常功能，线粒体需要一定量的钙离子。钙离子水平过高或过低，都会使线粒体无法正常工作。

Dr Eamonn Sheridan的研究团队通过外显子测序，在MICU1基因中鉴定了两个与肌病有关的突变。MICU1基因所编码的蛋白，对于线粒体的功能至关重要。这是人们首次将MICU1基因突变与肌病联系起来，这一发现有助于更好的理解肌病病因。

线粒体的钙离子摄取，对于细胞的生存和死亡非常关键。在正常生理条件下，钙离子信号通路可以调节有氧代谢。而钙离子过量，会导致细胞死亡。位于线粒体内膜上的钙单向转运体，负责介导钙离子的摄取，这一复合体包括两个组分，选择性钙离子通道MCU及其调节子MICU1。

研究人员发现，MICU1基因发生突变，会减少其蛋白产量，从而导致线粒体中的钙离子水平升高。这种情况不仅会使线粒体受伤，还会改变细胞质中的钙离子水平。

Leeds大学的Dr Sheridan说：“在这项研究的基础上，临床医生将能够为患者做出更准确的诊断，将疾病进程更详细的告知患者，以便患者及其家庭做出更好的决定。”

伦敦大学学院的Michael Duchen教授说：“人们一直认为，线粒体的钙离子信号传导，对于调控细胞的能量供给很重要。钙离子信号通路中的缺陷，与多种疾病有关。不过，这是首次将人类疾病与钙离子通路中的基因缺陷直接关联起来，这令我们非常兴奋。”

这项研究为人们提供了肌病病因的宝贵线索，在此基础上，人们可以进一步明确疾病的发病机理，以便更好的进行诊断和治疗。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Loss-of-function mutations in MICU1 cause a brain and muscle disorder linked to primary alterations in mitochondrial calcium signaling

Mitochondrial Ca2+ uptake has key roles in cell life and death. Physiological Ca2+ signaling regulates aerobic metabolism, whereas pathological Ca2+ overload triggers cell death. Mitochondrial Ca2+ uptake is mediated by the Ca2+ uniporter complex in the inner mitochondrial membrane1, 2, which comprises MCU, a Ca2+-selective ion channel, and its regulator, MICU1. Here we report mutations of MICU1 in individuals with a disease phenotype characterized by proximal myopathy, learning difficulties and a progressive extrapyramidal movement disorder. In fibroblasts from subjects with MICU1 mutations, agonist-induced mitochondrial Ca2+ uptake at low cytosolic Ca2+ concentrations was increased, and cytosolic Ca2+ signals were reduced. Although resting mitochondrial membrane potential was unchanged in MICU1-deficient cells, the mitochondrial network was severely fragmented. Whereas the pathophysiology of muscular dystrophy3 and the core myopathies4 involves abnormal mitochondrial Ca2+ handling, the phenotype associated with MICU1 deficiency is caused by a primary defect in mitochondrial Ca2+ signaling, demonstrating the crucial role of mitochondrial Ca2+ uptake in humans.