琥珀酸驱动的心脏线粒体呼吸与非洲鼹形鼠整体动物缺氧耐受性的关联研究

本研究探讨了环境氧波动如何诱发哺乳动物细胞氧化应激及缺氧/复氧对心脏功能的损害。来自多国的研究人员针对地下生活的非洲鼹形鼠（已知最具缺氧耐受性的哺乳动物之一）开展心脏线粒体功能研究，发现其通过降低复合体II（琥珀酸脱氢酶）呼吸通量和增强活性氧（ROS）清除能力来适应缺氧。结果显示：所有物种中复合体II呼吸速率与缺氧耐受性呈显著负相关，而复合体I呼吸、H2O2外流及清除能力无相关性。该发现揭示了线粒体复合体II调控对系统性缺氧适应的重要意义。

　　

环境氧浓度的变化会诱导哺乳动物细胞产生氧化应激，而缺氧/复氧事件可能对心脏功能造成损害。地下栖息的非洲裸鼹鼠在其自然栖息地中会经历反复的缺氧/复氧循环，它们堪称哺乳动物中缺氧耐受性最强的物种之一。为应对频繁缺氧/复氧暴露带来的潜在危害，裸鼹鼠进化出心脏线粒体适应性机制，以限制由环境氧波动引发的氧化损伤。这些机制包括：线粒体电子传递系统中复合体II（琥珀酸脱氢酶，Succinate Dehydrogenase）的低呼吸通量，以及强大的心脏活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）清除能力。

研究人员推测这些特化特征可能是所有耐缺氧非洲鼹形鼠的共同性状。为验证该假说，团队对比研究了裸鼹鼠、其他六种耐缺氧非洲鼹形鼠物种，以及不耐缺氧的小鼠（Mus musculus）、大鼠（Rattus norvegicus，非地下栖息）和星鼻鼹（Condylura cristata，地下栖息）的线粒体呼吸、ROS外流和清除能力。

结果发现，在所有测试物种中，分离线粒体的复合体II驱动呼吸与缺氧耐受性之间存在明显的负相关关系。相反，缺氧耐受性与复合体I呼吸速率、H₂O₂外流（使用任何底物）或线粒体H₂O₂清除能力均无关联。这一结果表明，下调心脏线粒体复合体II的催化能力可能是支持非洲鼹形鼠系统性缺氧适应的一种关键进化策略。