线粒体动力学的改变会引起炎症和肌肉萎缩

线粒体的断裂和伸长导致肌肉细胞炎症过程的激活，从而导致肌肉萎缩和运动抵抗力的降低。IRB巴塞罗那复杂代谢疾病和线粒体实验室开展的工作已发表在《自然通讯》杂志上。

　　

   

   

图片:来自健康肌肉细胞的线粒体(蓝色)、核内体(白色)和线粒体DNA(橙色)    

资料来源:IRB Barcelona

• 线粒体的断裂和伸长导致肌肉细胞炎症过程的激活，这导致肌肉萎缩的发展，以及对运动的抵抗力下降。

• IRB巴塞罗那复杂代谢疾病和线粒体实验室开展的这项工作已发表在《自然通讯》上．

线粒体是重要的细胞组成部分，作为动力源。两个或多个线粒体的融合，以及一个线粒体裂变成两个单元是常见的现象，称为“线粒体动力学”，这两个过程对于这些结构以及细胞本身的正常功能都是必要的。

巴塞罗那IRB的研究人员，由巴塞罗那大学(UB)生物学院教授、CIBERDEM成员Antonio Zorzano博士领导，描述了一种与线粒体动力学和炎症改变相关的新的分子机制，从而导致肌肉萎缩。研究人员发现，阻止线粒体融合或裂变都会引发炎症过程，尽管这种反应是由于不同的机制引起的。

慢性炎症是影响我们健康的过程之一，因为它与多种疾病有关，比如糖尿病、阿尔茨海默氏症、帕金森症和癌症，更不用说衰老了。这就是为什么理解它很重要，这样我们就可以解决它并预防相关疾病”，巴塞罗那IRB复杂代谢疾病和线粒体实验室负责人Zorzano博士解释说。

这种现象，正如杂志中描述的那样自然通讯在培养的肌肉细胞以及实验模型中使用的小鼠肌肉中观察到。所描述的炎症类型被称为“无菌炎症”，因为它与感染过程无关。这些研究为探索线粒体动力学变化在人类疾病，特别是影响肌肉的疾病发展中的作用开辟了道路。

刺激炎症过程的机制  

“我们研究中最显著的发现之一是，当我们将线粒体动力学推向两个极端(线粒体断裂或伸长)时，这些炎症途径以不同的方式被激活。在这两种情况下，这些通路的激活都涉及到细胞内DNA传感器对线粒体DNA的识别。”该研究的第一作者Andrea Irazoki博士说，她曾是巴塞罗那IRB的博士生，目前在哥本哈根大学担任博士后研究员。

科学家团队还证实了这种机制具有生理相关性，因为肌肉中线粒体碎片化的小鼠表现出炎症和肌肉萎缩，这对它们的身体表现产生了负面影响。

线粒体改变与衰老  

David Sebastián博士与Zorzano博士共同领导了这项工作，他指出:“在这项研究中，我们发现了线粒体动力学在炎症过程中的重要作用。加上该小组之前的结果，揭示了衰老过程中动力学的变化，这些新发现可以解释与衰老相关的炎症增加。”Sebastián博士，IRB巴塞罗那的副研究员，现在是巴塞罗那大学药学和食品科学学院的讲师，以及线粒体、代谢疾病和衰老实验室的负责人。去年，该实验室发表了另一篇有关线粒体功能研究的文章，在文章中观察到，消除受损线粒体的问题也会导致肌肉萎缩和衰老。

Zorzano博士的实验室致力于寻找接替某些功能失调的线粒体蛋白质的分子，以保证细胞内稳态。越来越多的研究正在支持这样一个概念，即线粒体改变是导致大量涉及炎症的疾病的原因。

这项工作是与Julien Colombelli指导的高级数字显微镜科学平台合作进行的;组织病理学，由Neus Prats博士领导;质谱和蛋白质组学，由Marta Vilaseca博士领导，这三项都在巴塞罗那IRB，以及CCiTUB电子显微镜和细胞仪平台。来自哥本哈根大学生物医学研究所Lykke Sylow实验室的研究人员也参与了这项工作。