综述:植物化学成分干预治疗线粒体疾病

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Molecular and Cellular Biochemistry 3.7

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  本综述系统阐述了线粒体疾病(Mitochondrial Diseases)的病理机制与植物化学成分(Phytochemicals)的干预潜力。文章详细解析了由核DNA(nDNA)和线粒体DNA(mtDNA)突变导致的能量代谢障碍,重点探讨了多酚类(Polyphenols)、黄酮类(Flavonoids)等天然化合物通过促进线粒体生物发生(Mitochondrial Biogenesis)和减轻氧化应激(Oxidative Stress)改善细胞功能的分子机制,为这类复杂疾病的诊断和治疗提供了新思路。

  

Abstract

线粒体作为细胞的"能量工厂",其功能障碍引发的疾病具有高度异质性。这类疾病可分为原发性(遗传性)和继发性(环境诱导性),临床表现因受累组织和患者年龄差异显著。最新研究表明,植物来源的活性成分如多酚类(Polyphenols)、黄酮类(Flavonoids)、生物碱(Alkaloids)和萜类(Terpenoids)能通过多重机制改善线粒体功能:激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(PGC-1α)通路促进线粒体新生;清除活性氧(ROS)减轻氧化损伤;优化电子传递链(ETC)效率提升ATP产量。

病理机制与诊断挑战

线粒体疾病的复杂性源于"双重基因组"调控——核DNA(nDNA)编码大部分线粒体蛋白,而线粒体DNA(mtDNA)突变更易引发组织特异性病变。目前诊断面临三大瓶颈:临床表现重叠度高、传统生物标志物特异性不足、组织活检具有侵入性。新兴的代谢组学技术为无创诊断带来希望,特别是检测三羧酸循环(TCA cycle)中间产物异常波动的方法。

植物化学成分的调控网络

表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等茶多酚可通过激活AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)通路,上调沉默信息调节因子1(SIRT1)表达,进而增强线粒体自噬(Mitophagy)。白藜芦醇(Resveratrol)则通过稳定线粒体膜电位(ΔΨm),抑制线粒体通透性转换孔(mPTP)开放,显著延缓细胞凋亡进程。值得注意的是,某些生物碱如小檗碱(Berberine)能特异性纠正复合物I(CI)缺陷,这种靶向性调控为精准治疗提供了可能。

临床转化前景

现有研究证实槲皮素(Quercetin)在Leigh综合征模型中可以恢复复合物IV(CIV)活性,而姜黄素(Curcumin)对MELAS综合征的线粒体DNA A3243G突变具有稳定作用。但植物化学成分面临生物利用度低、剂量效应关系不明确等挑战。未来研究需建立标准化的疗效评估体系,并探索纳米载体等新型递送技术,以充分发挥其"多靶点、低毒性"的治疗优势。

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