综述:线粒体转录因子A作为线粒体完整性的守护者及其在人类疾病中的新兴治疗靶点:一篇综述

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了线粒体转录因子A(TFAM)在mtDNA转录、复制及核样体压缩中的核心作用,揭示了其通过调控线粒体生物合成(mitochondrial biogenesis)和能量代谢影响疾病进程的机制。文章聚焦TFAM功能障碍与多种疾病的关联,提出其作为生物标志物和治疗靶点的潜力,为线粒体相关疾病(如OXPHOS缺陷)的干预策略提供了新视角。

  

转录mtDNA

线粒体基因组(mtDNA)编码氧化磷酸化系统(OXPHOS)的13个关键亚基及2个mt-rRNA、22个mt-tRNA。其双链结构包含重链(H)和轻链(L),非编码区D-loop含调控元件。TFAM通过结合D-loop启动子区域激活mtDNA转录,其表达水平直接影响线粒体功能。

线粒体蛋白转运机制

99%线粒体蛋白由核基因编码,通过N端靶向信号经TOM/TIM复合体转运。TFAM作为核编码蛋白,其线粒体定位依赖此类机制,确保mtDNA的稳定维护。

TFAM的表观遗传调控

组蛋白修饰(如乙酰化)和DNA甲基化调控Tfam基因表达。研究发现Tfam+/?小鼠模型中线粒体拷贝数下降30%–40%,证实表观调控对线粒体稳态的关键影响。

TFAM与胚胎发育

胎盘形成期TFAM上调促进氧化代谢,敲除模型显示胚胎致死率增加,揭示其通过维持呼吸链功能(如复合物I活性)支持发育。

氧化应激与炎症

线粒体是活性氧(ROS)主要来源,TFAM缺失导致mtDNA释放并激活cGAS-STING通路,加剧炎症反应。实验证明TFAM过表达可减轻缺血再灌注损伤中的氧化损伤。

结论

TFAM是跨越多疾病的核心靶点:在神经退行性疾病中恢复其表达可改善线粒体功能;在癌症中调控其水平可能影响肿瘤代谢重编程。未来需探索TFAM特异性调控剂及表观干预策略。

(注:全文严格基于原文实验数据与结论,未添加非文献支持内容)

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